第12期 姚高辉等：程潮铁矿岩爆倾向性分析及其能量预测 ,1493 800m,平均厚度53m,倾角46°.矿体多呈透镜状、 长玢岩、大理岩、矽卡岩、花岗岩、花岗斑岩和石英闪 扁豆状或脉状，常呈叠瓦状排列，Ⅲ#、Ⅵ*和Ⅲ*矿 长斑岩等，通过对一430一568m水平进行工程地 体深部延伸部分及其他小的零散分布矿体是未来主 质调查和采集岩样的室内实验，得到各矿岩体的工 要的开采对象，矿体顶底板围岩主要有闪长岩、闪 程地质特征，如表1所示， 表1矿区矿岩工程地质特征 Table 1 Rock engineering geological characteristics 单轴抗压 裂隙间距/ ROD/ RMR岩体分级 Q系统岩体分类 岩体 强度/MPa cm % RMR值 等级 Q值 评级 闪长岩 140.4~152.2 522 23.9-53.0 44-60 Ⅲ 1.4943.313 差 闪长玢岩 143.3376.8 6-20 50.3-64.5 58-62 Ⅲ~Ⅱ 5.030-6.450 一般 大理岩 44.0-157.8 715 34.8-47.4 43~57 Ⅲ 0.574~0.782 很差 矽卡岩 120.4280.9 12-25 44.6-57.1 48-60 Ⅲ 2.9733.807 差 花岗岩 126.8237.2 525 43.7-64.2 48-65 Ⅲ-Ⅱ 3.991-5.417 差~一般 花岗斑岩 172.1-248.7 4-20 24.0-58.6 53-60 2.900-4.343 差一一般 石英长石斑岩 59.2-206.4 635 48.8-63.2 4963 Ⅲ~Ⅱ 5.4907.110 一般 磁铁矿 128.5-130.4 4-21 36.4-48.7 39-54 1.040-1.391 差 从表1可知，对于同一类别的围岩，采用Q系 的岩体结构效应，Russoe和Grasso对RMR与岩爆 统的分类等级比RMR分类等级要低，这主要是Q 的关系做了进一步研究].假定采空区临空面附近 系统考虑了地应力对围岩的影响，矿区高地应力环 最大切向应力为0，岩石单轴抗压强度为。，如图1 境在一定程度上使围岩的稳定性下降.1993年，在 所示[3，以RMR分类为横轴，以最大切向应力和 对地应力影响系数SRF修正后，Barton山提出了新 岩石抗压强度的比值(/o)为纵轴，坐标系的第 的RMR与Q值的关系： 一 象限被化分成一个稳定区和几个可能的破坏区 RMR=151g Q+50 (1) 域：矿震或岩爆、楔块滑落、挤压破坏和冒落，从图 据此，与RMR分类相对应，把岩体质量分为五 中可知，对于m/c。值大于1的I、Ⅱ类围岩具有岩 类，见表2. 爆倾向 表2修正后Q值与RMR岩体类别对应关系 Table 2 Correspondence between O value and RMR classification af- ter amended 挤压被坏 Q值 Q系统对岩体质量的描述RMR岩体质量类别 岩爆 楔块玻坏 >100 特好一极好 I 6 100-4 冒落 很好好一一般 I 不确定 4~0.1 差~很差 M 稳定 不确定 0.1-0.01 极差 N 0.01-0.001 特差 RMR岩体质量等级 将程潮铁矿矿岩Q分级值按式(1)换算，所得 图1RMR/g岩体破坏类型 Fig.1 Destruction types of rockmass in an RMR-ca/o plot 结果与RMR分级值相近，参照表2的对应关系，两 者分级结果也具备较好一致性，说明RMR和Q系 根据一430m水平应力测试数据可知，西区位 统具有较好的相关性， 于W29线附近受F8断层控制的中段运输平巷局部 2RMR分类、RQD值与岩爆预测 岔口切向应力大于110MPa,已经高于此处岩体的 平均单轴抗压强度100MPa,显然/o。值大于1. 按Bieniawski标准进行围岩分类时，只有工程 采用RMR分类方法对矿岩进行分类，花岗岩、磁铁 岩体属【、Ⅱ类和部分Ⅲ类围岩才具岩爆倾向，节理 矿和闪长玢岩都达到Ⅱ类岩体标准，在进行井巷开 裂隙很发育的N、V类围岩不会发生岩爆，具有明显 拓和采准切割工作时，受大规模爆破震动影响，贯穿800m‚平均厚度53m‚倾角46°．矿体多呈透镜状、 扁豆状或脉状‚常呈叠瓦状排列．Ⅲ＃、Ⅵ＃和Ⅶ＃矿 体深部延伸部分及其他小的零散分布矿体是未来主 要的开采对象．矿体顶底板围岩主要有闪长岩、闪 长玢岩、大理岩、矽卡岩、花岗岩、花岗斑岩和石英闪 长斑岩等．通过对－430～－568m 水平进行工程地 质调查和采集岩样的室内实验‚得到各矿岩体的工 程地质特征‚如表1所示． 表1 矿区矿岩工程地质特征 Table1 Rock engineering geological characteristics 岩体 单轴抗压 强度／MPa 裂隙间距／ cm RQD／ ％ RMR 岩体分级 Q 系统岩体分类 RMR 值 等级 Q 值 评级 闪长岩 140∙4～152∙2 5～22 23∙9～53∙0 44～60 Ⅲ 1∙494～3∙313 差 闪长玢岩 143∙3～376∙8 6～20 50∙3～64∙5 58～62 Ⅲ～Ⅱ 5∙030～6∙450 一般 大理岩 44∙0～157∙8 7～15 34∙8～47∙4 43～57 Ⅲ 0∙574～0∙782 很差 矽卡岩 120∙4～280∙9 12～25 44∙6～57∙1 48～60 Ⅲ 2∙973～3∙807 差 花岗岩 126∙8～237∙2 5～25 43∙7～64∙2 48～65 Ⅲ～Ⅱ 3∙991～5∙417 差～一般 花岗斑岩 172∙1～248∙7 4～20 24∙0～58∙6 53～60 Ⅲ 2∙900～4∙343 差～一般 石英长石斑岩 59∙2～206∙4 6～35 48∙8～63∙2 49～63 Ⅲ～Ⅱ 5∙490～7∙110 一般 磁铁矿 128∙5～130∙4 4～21 36∙4～48∙7 39～54 Ⅲ 1∙040～1∙391 差 从表1可知‚对于同一类别的围岩‚采用 Q 系 统的分类等级比 RMR 分类等级要低．这主要是 Q 系统考虑了地应力对围岩的影响‚矿区高地应力环 境在一定程度上使围岩的稳定性下降．1993年‚在 对地应力影响系数 SRF 修正后‚Barton ［1］提出了新 的 RMR 与 Q 值的关系： RMR＝15lg Q＋50 （1） 据此‚与 RMR 分类相对应‚把岩体质量分为五 类‚见表2． 表2 修正后 Q 值与 RMR 岩体类别对应关系 Table2 Correspondence between Q value and RMR classification af￾ter amended Q 值 Q 系统对岩体质量的描述 RMR 岩体质量类别 ＞100 特好～极好 Ⅰ 100～4 很好～好～一般 Ⅱ 4～0∙1 差～很差 Ⅲ 0∙1～0∙01 极差 Ⅳ 0∙01～0∙001 特差 Ⅴ 将程潮铁矿矿岩 Q 分级值按式（1）换算‚所得 结果与 RMR 分级值相近‚参照表2的对应关系‚两 者分级结果也具备较好一致性‚说明 RMR 和 Q 系 统具有较好的相关性． 2 RMR 分类、RQD 值与岩爆预测 按Bieniawski 标准进行围岩分类时‚只有工程 岩体属Ⅰ、Ⅱ类和部分Ⅲ类围岩才具岩爆倾向‚节理 裂隙很发育的Ⅳ、Ⅴ类围岩不会发生岩爆‚具有明显 的岩体结构效应．Russoe 和 Grasso 对 RMR 与岩爆 的关系做了进一步研究［2］．假定采空区临空面附近 最大切向应力为σθ‚岩石单轴抗压强度为σc‚如图1 所示［3－4］‚以 RMR 分类为横轴‚以最大切向应力和 岩石抗压强度的比值（σθ／σc）为纵轴．坐标系的第 一象限被化分成一个稳定区和几个可能的破坏区 域：矿震或岩爆、楔块滑落、挤压破坏和冒落．从图 中可知‚对于 σθ／σc 值大于1的Ⅰ、Ⅱ类围岩具有岩 爆倾向． 图1 RMR－σθ／σc 岩体破坏类型 Fig．1 Destruction types of rockmass in an RMR-σθ／σc plot 根据－430m 水平应力测试数据可知‚西区位 于 W29线附近受 F8 断层控制的中段运输平巷局部 岔口切向应力大于110MPa‚已经高于此处岩体的 平均单轴抗压强度100MPa‚显然 σθ／σc 值大于1． 采用 RMR 分类方法对矿岩进行分类‚花岗岩、磁铁 矿和闪长玢岩都达到Ⅱ类岩体标准‚在进行井巷开 拓和采准切割工作时‚受大规模爆破震动影响‚贯穿 第12期 姚高辉等： 程潮铁矿岩爆倾向性分析及其能量预测 ·1493·