阶段自然崩落法的几个岩体力学问题.pdf_大学文库

法。它通过在矿块内拉底、割帮等手段引起矿体应力集中使矿旷石自然崩落。它一方面要求底部结构岩体保持稳定，同时要求其上方几米高处的矿石以足够快的速度自然崩落并向下运动，可见运用这种方法需要掌握丰富的岩体力学的理论与实践知识、高超的技术和严格的管理。国职在还没有掌握这种采矿方法。当前，由于富矿和适于露天开采的矿床日益减少，我国采矿工作者对阶段自然崩落法的研究给予了新的重视。 .2i 1岩体地质特征的调查研究岩石可能有较高的强度，由这些岩石所组成的岩体的强度则通常要低得多。这是由于岩体中普遍存在断层、裂隙、节理和层理等地质不连续面，破坏了岩体的整体性，从而使岩体中的应力产生跃变，使变形不连续并具有方向性。岩体的这种构造特征对其力学行为有着支配性的彩响。阶段自然崩落法是一种投资巨大的采矿方法，因此人们越来越重视采前和采矿过程中对岩石与岩体特性的调查研究工作。 1.1岩石力学特性与岩体的力学特性岩石的力学特性与岩体的力学特性可能有很大的差异。应该认真考虑试件的尺寸效应与空间效应。试件尺寸越小，由尺寸效应所引起的差别就可能越大。试件所处的位置和测量的方向对试验结果也有影响。 1,2岩体地质不连续面的调查研究 1.2,1岩石质量指标目前应用较多的岩石质量指标的定义是：长度大于4英寸的完整金刚石岩芯长度之和占钻孔总长度的百分比。有的人把它当作矿体崩落性的重要判据，有人则认为它不是可崩性的良好指标1'。在相同岩体所获得的岩石质量指标存在差别。这是与许多因素有关的，例如，钻进设备与操作水平不同。另一个应该引起重视的问题是，由于岩体的地质不连续面具有方向性，因此，不同方向钻进，获取的岩石质量指标可能具有很大的差异。为了消除这种差异，笔者建议采用一个新的岩石质量指标一一标准岩石质量指标。NRQD的定义是：在最密集一组地质不连续面的法线方向上，长度大于0.1m的完整金刚石岩芯长度之和占钻孔岩芯总长度的百分比。 ·为了获得NRQD指标，应考虑： (1),尽可能选定钻孔方向与最密集一组地质不连续面正交； (2)把从钻孔岩芯获取的数据转换到与最密集-一组地质不连续面正交的方向上去。 1.2,2进行空间地质不连续面的调查研究现在国内外的调查研究通常限于在水平巷道进行，这是-·种平面的调查方法。我们发现，平面调查的结果可能把缓倾斜节理的条数降到很低的水平。例如，我们在500m 长的穿脉巷道壁上统计出1377条节理，其中倾角小于30°的仅27条，占总数的1,96%。 2

法。它通过在矿块内拉底、割帮等手段引起矿体应力集中使矿石自然崩落。它一方面要求底部结构岩体保持稳定，同时要求其上方几米高处的矿石以足够快的速度自然崩落并向下运动，可见运用这种方法需要掌握丰富的岩体力学的理论与实践知识、高超的技术和严格的管理。弋国别龙还没有掌握这种采矿方法。当前，由于富矿和适于露夭开采的矿床日益减少，我国采矿工作者对阶段白然崩落法的研究给予了新的重视。岩体地质特征的调查研究岩石可能有较高的强度，由这些岩石所组成的岩体的强度则通常要低得多。这是由于岩体中普遍存在断层、裂隙、节理和层理等地质不连续面，破坏了岩体的整体性，从而使岩体中的应力产生跃变，使变形不连续并具有方向性。岩体的这种构造特征对其力散行为有着支配性的影晌。阶段自然崩落法是一种投资巨大的采矿方法，因此人们越来越重视采前和采矿过程中对岩石与岩体特性的调查研究工作。岩石力学特性与岩体的力学特性岩石的力学特性与岩体的力学特性可能有很大的差异。应该认真考虑试件的尺寸效应一与空间效应。试件尺寸越小，由尺寸效应所引起的差别就可能越大。试件所处的位置和测量的方向对试验结果也有影响。岩体地质不连续面的调查研究岩石质量指标目前应用较多的岩石质量指标的定义是长度大于英寸的完整金刚石岩芯长度之和占钻孔总长度的百分比。有的人把它当作矿体崩落性的重要判据，有人则认为它不是可崩性的良好指标 ‘ ’ 。在相同岩体所获得的岩石质量指标存在差别。这是与许多因素有关的，例如，钻进设备与操作水平不同。另一个应该引起重视的问题是，由于岩体的地质不连续面具有方向性，因此，不同方向钻进，获取的岩石质量指标可能具有很大的差异。为了消除这种差异，笔者建议采用一个新的岩石质量指标一一标准岩石质量指标。的定义是在最密集一组地质不连续面的法线方向上，长度大于。的完整金刚石岩芯长度之和占钻孔岩芯总长度的百分比。 · 为了获得指标，应考虑， ‘ 尽可能选定钻孔方向与最密集一组地质不连续面正交把从钻孔岩芯获取的数据转换到与最密集一组地质不连续面正交的方向上去。。进行空间地质不连续面的调查研究现在国内外的调查研究通常限于在水平巷道进行，这是一种平面的调查方法。我们发现，平面调查的结果可能把缓倾斜节理的条数降到很低的水平。例如，我们在长的穿脉巷道壁一统计出了条韦理，其中倾角小于 “ 的仅条，占总数的

这个结果给人的印象是，缓倾斜节理的条数很少，几乎可以不予考虑。但足实际情况并非如此。我们从获取上述数据的现场情况推断，如果在累计高度为500的垂直天井内进行统计，缓倾斜节理的条数可能达到300~500条.我们分析造成上述假象的原因有两条： (1)在水平巷道所做的调查，为急倾斜节理提供了比级倾斜节理多得多的出露机会1 (2)由于缓倾斜节理在水平巷道壁上延续较长，测量与绘图不方便，测绘人员有意无意地漏掉一些缓倾斜节理。为了纠正上述假象，以便更准确地分析矿体的崩落性与块度组成，建议进行井巷空间调查。 1.2.3岩体力学特性的现场测试采用把岩石的力学特性换算为岩体力学特性的方法可能带来较大的误差，因此人们试图直接测试岩体的力学特性。弹性波法是一个可行的办法。根据弹性理论，纵波与横波在弹性体中的传播速度是不同的 E(1-) Vp=√0+(1-2） (1) V.= E 2p(1+4) (2) 式中： V。—纵波波速 V—一横波波速 E一一岩体的弹性模量 4一岩体的泊松比 P—一岩体的密度测定P、V和V以后，把它们代入(1)、(2)式中联立求解，就可以得到岩体的E和μ值。在短矩离内，纵波与横波到达的时间相差很少，波形相互干扰，难以分辨。人们在实践中通常采取假定u值的方法，测得V,代入(1)式中求算E值，这显然降低了力学特性的可靠性。另外，用声波法与地震波法测定岩体的E值可以相差1倍以上：2，这说明测试技术上还有尚待解决的问题。适当加大测试距离，有利于两种波形的识别。 1.2.4统一调查标准的问题现有的岩体构造调查方法是从岩体隧道稳定性的分类调查发展起来的。山于隧道一般位于岩层浅部，岩休破坏严重，只对较大的裂隙进行统计，阶段自然崩落法采矿通常在较深的岩层中进行，开采过程中常使细小的裂隙产生进一步的破坏，影响矿体的崩落性，因此应对较小的裂隙进行统计。有的是在采前进行调查，有的是在投产后地层来压矿层受到破坏的情况下进行调查，降低了资料的可比性。制定一套适合于阶段自然前落法岩体崩落性分类调查的统一标准是必要的。 2矿体崩落性的研究 2,1影响矿体崩落性的因素 3

这个结果给人的印象是，缓倾斜节理的条数很少，几乎可以不予考虑。但是实际情况并非如此。我们从获取上述数据的现场情况推断，如果在累计高度为的垂直夭井内进行统计，缓倾斜节理的条数可能达到条。我们分析造成上述假象的原因有两条在水平巷道所做的调查，为急倾斜节理提供了比缓倾斜节理多得多的出露机会，由于缓倾斜节理在水平巷道壁上延续较长，测量与绘图不方便，测绘人员有意无意地漏掉一些缓倾斜节理。为了纠正上述假象，以便更准确地分析矿体的崩落性与块度组成，建议进行井巷空间调查。岩体力学特性的现场测试采用把岩石的力学特性换算为岩体力学特性的方法可能带来较大的误差，因此人们试图直接测试岩体的力学特性。弹性波法是一个可行的办法。根据弹性理论，纵波与横波在弹性体中的传播速度是不同的卜一拼拼一拼拼式中，－纵波波速－横波波速一一岩体的弹性模量拼－岩体的泊松比－岩体的密度测定、，和以后，把它们代入、式中联立求解，就可以得到岩体的和拜值。在短矩离内，纵波与横波到达的时间相差很少，波形相互干扰，难以分辨。人们在实践中通常采取假定拼值的方法，测得，，代人式中求算值，这显然降低了力学特性的可靠性。另外，用声波法与地震波法测定岩体的值可以相差倍以上，这说明测试技术上还有尚待解决的问题。适当加大测试距离，有利于两种波形的识别。统一调查标准的问题现有的岩体构造调查方法是从岩体隧道稳定性的分类调查发展起来的。由于隧道，般位于岩层浅部，岩体破坏严重，只对较大的裂隙进行统计，阶段自然崩落法采矿通常在较深的岩层中进行，开采过程中常使细小的裂隙产生进一步的破坏，影响矿体的崩落性，因此应对较小的裂隙进行统计。有的是在采前进行调查，有的是在投产后地层来压矿层受到破坏的情况下进行调查，降低了资料的可比性。制定一套适合于阶段自然崩落法岩体崩落性分类调查的统一标准是必要的。矿体崩落性的研究影响矿体崩落性的因紊

影响矿体崩落性的因素很多，这里仅讨论几个主要因素。 2.1.1岩石强度完整岩石是岩体的骨架，它与岩体强度有密切的关系。 2.1.2裂隙塑隙的几何分布状况和裂隙强度对矿体崩落性有重大的影响。裂隙频率越高越有利于崩落。裂隙组的相互位置对矿体的前落性有明显的影响。通常认为一组缓倾斜节理与两组相互近于垂直的急倾斜节理的组合最有利于崩落。裂隙的长度、张开度、充填物的种类、胶结物的种类与胶结状况等都影响到裂隙强度。 2.1,3原始应力场矿体中存在着重力应力场和复杂的构造应力场。垂直应力与水平应力之比影响到矿体的崩落性。随着侧压的增高，旷体的强度与稳定性提高，崩落性下降。Krstulovic运用三维弹性有限元分析表明：在单向水平构造应力（其数值为重力的二分之一）作用下，崩落矿石的体积要比只有重力作用时减少50%以上·31。值得注意的是，在较浅的岩层中，水平构造应力往往大于垂直应力。 2.1.4矿山开挖工程. 矿山各种开挖工程都会导致岩体应力的重新分布，引起岩体变形，影响矿体的崩落性。因此，从矿井总体工程的布置就要考虑对矿旷体崩落性带来的影响。把最先拉底的矿块布置在断层等软弱部位有利于发起崩落，把矿块最小跨度的方向布置在最小水平应力的方向有利于崩落的发展。要有足够的拉底面积矿体才能发起崩落，但是拉底面积过大则可能会使生产运输巷道承受过大的压力。在旷体崩落性差或有高侧压的情况下，应考虑布置边界削弱工程。 4 2,2矿体崩落性的研究当前对矿体崩落性的研究是以现场观测基础上的工程类比为主，辅以实验室实验和数值模拟的方法。 2.2.1工程类比 McMahon,B.K,等人提出了可崩性指数的概念，并建立了可崩性指数与RQD、可崩性指数与二次破碎炸药消耗量之间的线性关系4。文献〔1)则指出：美国矿业局与公司钻进队所取得的RQD值存在很大的差别，用RQD值确定崩落难易程度与实际情况有很大差别。地震能量吸收状况才是矿体可崩性的一个指标。比能衰减系数随着矿体可崩性由难到易过渡而单调递增。现在趋向于综合考虑各种因素的影响来对体的崩落性进行分类。把岩石的单轴抗压强度、RQD值、节理间距及状态、原始应力状态、地度能量吸收状况等因素综合考虑进去，再考虑工程的影响予以修正。近来国内外都有人采用模糊聚类的手段对岩体进行分类，使得分类方法在数学上更加严密。 2.2.2物理模拟实验方法 (1)相似材料模拟相似理论本身仍处在发展阶段，要使模型与原型完全相似还难以办到。在崩落性研究中还只能抓住静力学相似做为主要判据。如何选取相似系数才能使模型与原型接近，是值得研究的问题。模型的几何相似系数α，取得越大，实验结果

影响矿体崩落性的因素很多，这里仅讨论几个主要因素。。岩石强度 ‘ 完整岩石是岩体的骨架，它与岩体强度有密切的关系。。裂隙哭隙的几何分布状况和裂隙强度对矿体崩落性有重大的影响。裂隙频率越高越有利于崩落。裂隙组的相互位置对矿体的愈落性有明显的影响。通常认为一组缓倾斜节理与两组相互近于垂直的急倾斜节理的组合最有利于崩落。裂隙的长度、张开度、充填物的种类、胶结物的种类与胶结状况等都影响到裂隙强度。原始应力场矿体中存在着重力应力场和复杂的构造应力场。垂直应力与水平应力之比影响到矿体的崩落性。随着侧压的增高，矿体的强度与稳定性提高，崩落性下降。运用三维弹性有限元分析表明在单向水平构造应力其数值为重力的二分之一作用下，崩落矿石的体积要比只有重力作用时减少以上 ’ ” 了。值得注意的是，在较浅的岩层中，水平构造应力往往大于垂直应力。矿山开挖工程矿山各种开挖工程都会导致岩体应力的重新分布，引起岩体变形，影响矿体的崩落性。因此，从矿井总体工程的布置就要考虑对矿体崩落性带来的影响。把最先拉底的矿块布置在断层等软弱部位有利于发起崩落把矿块最小跨度的方向布置在最小水平应力的方向有利于崩落的发展。要有足够的拉底面积矿体才能发起崩落，但是拉底面积过大则可能会使生产运输巷道承受过大的压力。在矿体崩落性差或有高侧压的情况下，应考虑布置边界削弱工程。矿体崩落性的研究当前对矿体崩落性的研究是以现场观测基础上的工程类比为主，辅以实验室实验和数值模拟的方法。 ’ 工程类比，等人提出了可崩性指数的概念，并建立了可崩性指数与、可崩性指数与二次破碎炸药消耗量之间的线性关系。文献〔〕则指出美国矿业局与公司钻进队所取得的值存在很大的差别，用值确定崩落难易程度与实际情况有很大差别。地震能量吸收状况才是矿体可崩性的一个指标。比能衰减系数随着矿体可崩性由难到易过渡而单调递增。现在趋向于综合考虑各种因素的影响来对矿体的崩落性进行分类。把岩石的单轴抗压强度、值、节理间距及状态、原始应力状态、地震能量吸收状况等因素综合考虑进去，再考虑工程的影响予以修正。近来国内外都有人采用模糊聚类的手段对岩体进行分类，使得分类方法在数学上更加严密。物理模拟实验方法相似材料模拟相似理论本身仍处在发展阶段，要使模型与原型完全相似还难以办到。在崩落性研究中还只能抓住静力学相似做为主要判据。如何选取相似系数才能使模型与原型接近，是值得研究的问题。模型的几何相似系数取得越大，实验结果

的误差越大选取较小的又可能会使工作量太大而叫人承受不了。力学模型的选取也是一个值得注意的问题。由于阶段自然崩落法矿块的长度与宽度相差可能不大，又处于空间构造应力场的作用下，简化为平面问题可能会使模型与原型之间出现较大的差异。退一步讲，即使简化为平面问题，以简化为平面应变问题为宜。但是在相似材料模拟平面应变模型实验中要阻止模型前后壁变形有困难，于是有人把它处理为平面应力问题，使实际情况与理论抽象之间进一步出现差异。张志文用水泥、石膏和细砂为材料制做了镜铁山铁矿阶段自然崩落法试验矿块的相似材料平面应力模型，测定了矿块拉底后，不同测点的位移与时间的关系，据此做出了一系列的推导。从崩落的迹象看，他认为矿石受剪切破坏5。相似材料模拟方法可以在短期内显现崩落的物理过程，可以通过矿山的生产实践来验证与修正模型试验的结果，是研究崩落性的有效方法之一。 (2)光弹模拟实验光弹模拟基于弹性理论，可以用于研究崩落矿块处于弹性阶段的受力情况。 2.2.3数值模拟方法 (1)有限元计算方法有恨单元法研究较为复杂的介质和复杂的开挖形状下岩体的应力一应变状况是卓有成效的。 1976年Mahtab,M.A。等人在假定侧向压力的情况下，利用二维有限元分析了岩石强度、边界切割槽的高度、裂隙的倾角等因素对拉应力与剪应力分布的影响6。文献〔3〕在假定存在垂直重力应力和只存在一个侧向水平构造应力及其数值的条件下，运用三维弹性有限元研究了它们对崩落的影响。1981年肖庆生等人利用SAP一5三维弹性有限元程序对金山店铁矿的崩落性进行了研究，认为上盘矿体处于水平二向挤压和垂直拉伸三向应力状态，下盘矿旷体处于水平挤压、拉伸和垂直拉伸三向应力状态，矿块中部偏上盘处为水平剪切和垂直拉伸二向应力状态。结论是矿旷体具有较好的崩落性7。上述工作是有限元在阶段自然崩落法崩落性研究方面的开创性工作，并开始从假定条件的研究转入现场应用的研究。上述工作还有处理方法比较粗糙、基本数据缺乏代表性等不足，一些判据和结论都有待商榷。运用有限元分析时有一个问题应该引起注意，即把空间问题简化为平面问题时，降低了结构的承载能力。这样的简化在分析岩体稳定性时得到的结论趋于保守，相反，分析岩体崩落性时则可能趋于冒进。 (2)其他数值模拟计算方法近来发展起来的离散元法适用于研究节理发育的松散岩体的破坏过程。有限元、边界元、离散元的混合方法正处于发展阶段。 3矿体崩落机理的研究这个问题的研究还不透彻。1957年1HHak,下.中.用平衡拱理论来解释崩落机理。他认为矿石最初是在平衡拱范围内崩落，当平衡拱内的矿石崩落完后，矿体进入平衡状态（见图1），矿旷体平衡拱作用力P与拱基反力R平衡，落停止。要继续发尘崩落，或 5

卜的误差越大，选取较小的，又可能会使工作量太大而叫人承受不了。力学模型的选取也是一个值得注意的问题。由于阶段自然崩落法矿块的长度与宽度相差可能不大，又处于空间构造应力场的作用下，简化为平面问题可能会使模型与原型之间出现较大的差异。退一步讲，即使简化为平面问题，以简化为平面应变问题为宜。但是在相似材料模拟平面应变模型实验中要阻止模型前后壁变形有困难，于是有人把它处理为平面应力问题，使实际情况与理论抽象之间进一步出现差异。张志文用水泥、石膏和细砂为材料制做了镜铁山铁矿阶段自然崩落法试验矿块的相似材料平面应力模型，测定了矿块拉底后，不同测点的位移与时间的关系，据此做出了一系列的推导。从崩落的迹象看，他认为矿石受剪切破坏 ” 。相似材料模拟方法可以在短期内显现崩落的物理过程，可以通过矿山的生产实践来验证与修正模型试验的结果，是研究崩落性的有效方法之一。光弹模拟实验光弹模拟基于弹性理论，可以用于研究崩落矿块处于弹性阶段的受力情况。数值模拟方法有限元计算方法有限单元法研究较为复杂的介质和复杂的开挖形状下岩体的应力一应变状况是卓有成效的。年，等人在假定侧向压力的情况下，利用二维有限元分析了岩石强度、边界切割槽的高度、裂隙的倾角等因素对拉应力与剪应力分布的影响旧 ’ 。文献〔〕在假定存在垂直重力应力和只存在一个侧向水平构造应力及其数值的条件下，运用三维弹性有限元研究了它们对崩落的影响。年肖庆生等人利用一三维弹性有限元程序对金山店铁矿的崩落性进行了研究，认为上盘矿体处于水平二向挤压和垂直拉伸三向应力状态，下盘矿体处于水平挤压、拉伸和垂直拉伸三向应力状态，矿块中部偏上盘处为水平剪切和垂直拉伸二向应力状态‘ 结论是矿体具有较好的崩落性〔宝。上述工作是有限元在阶段自然崩落法崩落性研究方面的开创性工作，并开始从假定条件的研究转入现场应用的研究。上述工作还有处理方法比较粗糙、基本数据缺乏代表性等不足，一些判据和结论都有待商榷。运用有限元分析时有一个问题应该引起注意，即把空间问题简化为平面问题时，降低了结构的承载能力。这样的简化在分析岩体稳定性时得到的结论趋于保守，相反，分析岩体崩落性时则可能趋于冒进。其他数值模拟计算方法近来发展起来的离散元法适用于研究节理发育的松散岩体的破坏过程。有限元、边界元、离散元的混合方法正处于发展阶段。矿体崩落机理的研究这个问题的研究还不透彻。年它，中用平衡拱理论来解释崩落机理。他认为矿石最初是在平衡拱范围内崩落，当平衡拱内的矿石崩落完后，矿体进入平衡状态见图，矿体平衡拱作用力与拱基反力平衡，崩落停。要继续发生崩落，或

者是扩大拉底面积，或者是使拱基上移。矿块的拉底面积是受限的，通常是通过布置周边分割巷道达到使拱基上移的目的8。扩大拉底面积以保持崩落继续进行的观点是站不住脚的。苏联捷尔仁斯基矿正是犯了随意扩大拉底面积的错误，引起剧烈的地压破坏活动 19:o 现在通常认为矿体在拉底后，主要是在拉应力和剪应力作用下破坏。这可以从弹性力学的理论解、光弹试验、有限元模拟计算和现场观测等得到证实。Panek,A.L.从正在崩落的矿旷块周图1阶段自然崩落法的自然崩落过程围岩体的测量发现，在崩落矿块周围有一组与崩 Fig.1 Caving course in block 落空间相切的拉裂隙组，这正是矿体承受拉应力 caving 8 的表现10。岩石处于不同的受力状况下，可以有不同的破坏与崩落机理。岩体破坏与崩落判据的选取是值得研究的课题。文献〔7〕认为矿体主要是受垂直拉应力作用而破坏，把顶板下沉值超过5m做为旷体崩落的判据，但也有人把摩尔库仑准则做为崩落判据。这些判据在理论上是缺乏说服力的。 4 矿石块度预测通常可以运用工程类比的方法做出三种矿石块度预测：崩落前的矿石块度、崩落后的矿石块度和放点的矿石块度。矿体中弱面的分布状况对崩落矿石的块度有决定性的影响。节理的相对方位比它的绝对方位更重要。间距大致相等且互相垂直的三组节理，有利于矿石崩落为尺寸均匀的块体。矿石在崩落过程中和崩落后向放矿口运动的过程中将受到进一步的破碎。上述过程中，石破碎主要应是拉应力和剪应力起作用。可以设想，假如崩落前的矿石块度在一个方向或两个方向上尺寸较大，则它在较长方向的中部受弯矩与剪切折断的可能性就较大。于是从这里得到一个新的假设：在矿块崩落法的矿石崩落与放矿过程中，矿石不仅具有从尺寸上由大变小的趋势，还具有从形状上由不均匀向均匀过渡的趋势。从理论上研究并在实验与生产中验证这一假设，可能会把阶段自然崩落法的应用扩大到不具有三组相互垂直的主导节理的矿体中去。 6

阶段自然崩落法的自然崩落社者是扩大拉底面积，或者是使拱基上移。矿块的拉底面积是受限的，通常是通过布置周边分割巷道达到使拱基上移的目的。扩大拉底面积以保持崩落继续进行的观点是站不住脚的。苏联捷尔仁斯基矿正是犯了随意扩大拉底面积的错误，引起剧烈的地压破坏活动〔〕现在通常认为矿体在拉底后，主要是在拉应力和剪应力作用下破坏。这可以从弹性力学的理论解、光弹试验、有限元模拟计算和现场观测等八得到证实。，从正在崩落的矿块周围岩体的测量发现，在崩落矿块周围有一组与崩落空间相切的拉裂隙组，这正是矿体承受拉应力的表现 ‘ “ 。图。程岩石处于不同的受力状况下，可以有不同的破坏与崩落机理。岩体破坏与崩落判据的选取是值得研究的课题。文献〔〕认为矿体主要是受垂直拉应力作用而破坏，把顶板下沉值超过做为矿体崩落的判据，但也有人把摩尔库仑准则做为崩落判据。这些判据在理论上是缺乏说服力的。矿石块度预测通常可以运用工程类比的方法做出三种矿石块度预测崩落前的矿石块度、崩落后、的矿石块度和放矿点的矿石块度。矿体中弱面的分布状况对崩落矿石的块度有决定性的影响。节理的相对方位比它的绝对方位更重要。间距大致相等且互相垂直的三组节理，有利于矿石崩落为尺寸均匀的块体。矿石在崩落过程中和崩落后向放矿口运动的过程中将受到进一步的破碎。上述过程中，矿石破碎主要应是拉应力和剪应力起作用。可以设想，假如崩落前的矿石块度在一个方向或两个方向上尺寸较大，则它在较长方向的中部受弯炬与剪切折断的可能性就较大。于是从这里得到一个新的假设在矿块崩落法的矿石崩落与放矿过程中，矿石不仅具有从尺寸上由大变小的趋势，还具有从形状上由不均匀向均匀过渡的趋势。从理论上研究并在实验与生产中验证这一假设，可能会把阶段自然崩落法的应用扩大到不具有三组相互垂直的主导节理的矿体中去