岩石力学在自然崩落法采矿中的应用

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1、·9·岩石力学在自然崩落法采矿中的应用中条山有色金属公司铜矿峪矿郭存吉X谭光伟提要自然崩落法采矿是先进的采矿技术,应用这种采矿方法的矿体必须具备一定的岩石力学条件。本文重点介绍了在自然崩落法应用中所要做的岩石力学方面的研究内容和作用。关键词岩石力学自然崩落法用。比如美国的克莱迈克斯矿、圣曼纽尔1岩石力学与自然崩落法矿、享德森矿,智利的特尼恩特矿、萨尔瓦多岩石力学是研究地壳岩石在各种条件矿,菲律宾的菲勒克斯矿等,目前世界上有下的运动、变形和破坏规律的学科。从其科五十多座矿山应用自然崩落法采矿。最大学思想体

2、系、研究对象、服务领域来说基本生产能力的是智利的特尼恩特矿,日产量上属于力学的一个分支,确切地说是地质力11.2万t,我国中条山有色金属公司铜矿峪学的延伸和发展,这是一门边缘学科。这一矿年产量350万t,是我国地下开采的金属学科的兴起,进一步促进了采矿、隧道建设、矿山规模最大的矿山。应用自然崩落法采水电工程、国防工程及地下建筑业的发展。矿的矿体条件是:(1)矿体必须具有足够大弹塑性理论和流变力学等基础力学理论在的规模;(2)矿化较均匀,矿体内夹石含量不岩石力学中的引用,特别是有限元和边界元宜多;(3)矿

3、体必须是易于破碎的岩体。前法电子计算机技术的运用,使岩石力学理论两项是矿体地质条件,是应用自然崩落法的分析和计算获得了有效手段,又使这一学科基本条件,第三项是岩体物理性质条件,是逐步得到完善。岩石力学研究着重从六个应用自然崩落法的必要条件。如何利用岩方面进行:(1)岩石压力;(2)岩石抗力系数;体自身特性,利用地应力,利用工程控制来(3)岩石强度;(4)岩石断裂力学;(5)岩石稳进行自然崩落是岩石力学在采矿中的具体应用,也是自然崩落法的技术关键。定性分析;(6)有限元法及数学模型。自然崩落法采矿,其原理

4、就是利用地球2自然崩落法中岩石力学研究内部的应力,上覆岩石的重力、地质构造运的目的与内容动产生的残余应力和矿山井巷工程所引起2.1研究的目的的应力集中和分散,同时也利用岩体中裂应用岩石力学理论服务于采矿活动,其隙,通过对岩体的拉底、切割工程的控制而目的有四个方面。使矿石自然崩落的一种采矿方法。这种采(1)充分利用地壳内部各种应力来进行矿方法的优点是:规模大、产量高、成本低、落矿、运矿以减少崩矿费用。安全性好。因此被世界上许多大矿山所应(2)尽可能地减少工程量,降低采矿成X郭存吉工程师山西垣曲043700

5、·10·本。山经济效益。(3)控制崩落矿石块度,减少二次破碎。2.2研究工作程序(4)最大限度地提高生产规模,创造矿研究工作程序如图1所示。图1研究工作程序框图2.3研究内容(2)按可崩性指数评价矿体的可崩性。通过对岩体调查和岩石物理力学性质B.K.Mcmahon等人按崩落由易到难把可的测定,得知该岩体的各项参数:节理密度,崩性指数划分成0～10,并建立了RQD值节理面特性,节理组数、方位、倾角,节理的与可崩性指数的关系及可崩性指数与二次持续性;断层的规模、方位、倾角,断层面性破碎炸药单耗之间的关系。质

6、,断层泥物质成分及物理性质;岩体质量(3)按比能衰减系数确定矿体的崩落指标(RQD);岩石抗压、抗拉、抗剪强度;弹性,采用仪器测试,现场对比的方法确定地性模量、泊松比;地下水分布情况;地应力分震波的比能衰减系数与岩体质量之间的关布情况等等,着重两个方面的研究:岩体可系,划分崩落程度的标准。崩性的研究,岩体质量分级研究。(4)综合分析岩石质量评价矿体的崩落2.3.1岩体可崩性研究。岩体可崩性是指性。Laubsher等人通过对岩体质量的分级岩体在拉底到一定面积后能持续崩落所具来评价岩体的可崩性,是目前国内外

7、岩石力有的岩体自身特性。岩体可崩性研究是对学人员普遍采纳的评价岩体可崩性的方法。某一岩体崩落的程度的研究,用定量或是半(5)崩落矿石块度也是衡量岩体可崩性定量的方法给岩体一个定性的综合评价。的重要因素。自然崩落法生产的不同阶段评价方法国内外一般采用:可将矿石块度分为原始矿石块度、崩落矿石(1)按岩石软硬程度评价矿体的可崩块度和放出矿石块度。崩落矿石块度是衡性。依据采掘过程中所揭示岩体的物理特量采用自然崩落法采矿成功与否的关键,也性,地质特性以及金刚石钻孔岩芯资料,通是这种采矿方法的最终体现,如何利用地应

8、过对岩体结构面特征、裂隙(节理)密度、岩力、利用工程、利用放矿技术来控制崩落矿石物理力学性质、矿化程度、风化程度、蚀变石块度将是自然崩落法研究的核心。与氧化作用等把岩体分为四类:很硬的、中影响岩体可崩性的因素主要有两方面:硬的、中等软弱的和很软弱的。它们的崩落一个方面是地质因素,另一个方面是工程因性相对应是:岩石崩落困难,崩落性较好,崩素。地质因素包括:①岩石强度。岩块是岩落性好,极易崩落。体的单元,岩块强度高,岩体强度一般情况·11·下也