矿体可崩性指的是拉底空间上面的矿体能在次生应力作用下破碎成适于运搬的矿石块的特性。预测矿体可崩性的主要方法有岩性指标评价法、声波评价法和地质力学评价法。
矿岩的可崩性是自然崩落法应用的首要问题,是指矿体和围岩能否适合于自然崩落采矿法的一个综合特性,反映了矿岩在这一过程中表现出来的综合力学特性。
岩体是一种复杂的结构系统,自然崩落法中矿体、岩体的崩落是在复杂的应力场作用下遭到破坏的动力学过程,它包含了两个方面的含义:(1)矿体在拉底、削帮等人工破坏之后,在矿岩自重和构造应力场作用下发生破坏崩落的难易程度,以及崩落继续向上稳定发展的可能性;(2)在现有技术水平条件下,矿体自然崩落的块度能否满足出矿设备和出矿工艺的要求。
可见,对于应用自然崩落法的矿山,通过对矿岩的可崩性分析和块度分布规律研究,确定矿体崩落的难易程度、预测崩落矿石的块度是一项非常重要的工作,它对于矿山应用自然崩落法的可行性、适用性起着决定性的作用,对于矿山的生产和日常管理有着重要的指导意义。
影响矿体可崩性的主要因素有:(1)节理的间距和状态;(2)矿石试块、矿体和节理面的单轴抗压、抗拉和抗剪强度;(3)岩体原始应力分布;(4)地下水情况;(5)阶段高度和拉底面积等。
可崩性分析评价主要采用岩体质量分级方法。近儿十年来,国内外提出的工程岩体分类方法有百余种,其中比较有代表性的有RQD法、RMR法、Q法、MRMR法等十几种。总体来看,用于可崩性分析的岩体质量分级方法尚没有统一的标准,但总体的趋势是:定性描述和定量描述相结合。对反映岩体性状固有地质特征的定性描述是正确认识岩体的第一步,这些地质特征是划分岩体类别的依据。但只有定性描述而无定量评价则缺乏判定类别的明确标准,随意性大,失去了分类的意义。故多采用定性描述和定量评价相结合的方法。岩体工程的地质特征决定了多因素的复合影响,必须充分考虑各种因素的影响和相互作用,因而往往采用多因素多指标综合分类法。
在块度分析预测方面,从最初以经验和工程类比为主的直接预测阶段进入到采用数值模拟方法的定量分析阶段,从单指标评价方法发展到随机模拟方法,预测可靠性大大提高。
岩性指标评价法
岩性指标(RQD)是不小于10cm长的岩芯段累计长与钻孔长度的比值。求出矿体的岩性指标后用表1划分矿体可崩性等级。该法是美国人迪尔(D.U.Deere)于1964年提出的。
表1 岩性指标与矿体可崩性的对应关系
RQD/% | 90~100 | 75~90 | 50~75 | 25~50 | 0~25 |
矿体可崩性 | 非常差 | 差 | 中 等 | 好 | 非常好 |
声波评价法
矿体完整性系数是矿体内声波传播速度与矿石试块内声波传播速度的平方之比。求出矿体完整性系数后用表2划分矿体可崩性等级。
表2 矿体完整性系数与矿体可崩性的对应关系
完整性
系数Kv0.8~1.00.6~0.80.4~0.60.2~0.40~0.2可崩性非常差差中 等好非常好地质力学评价法
根据岩性指标、岩石强度、节理间距、节理状态和地下水情况等五个因素将节理岩体在0~100分范围内以20分为一级,划分为五个等级,又按10分为一子级将每个等级划分为A和B两个子级(表3)。