玲珑金矿深部开采岩爆倾向性评价.pdf

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1、SerialNo．544现代矿业总第544期August．2014M0DERNMINING2014年8月第8期玲珑金矿深部开采岩爆倾向性评价张书金姚树标孙世杰(山东黄金矿业(玲珑)有限公司)摘要根据室内岩石力学试验结果来评价岩爆的倾向性，是一种既有效又经济的方法。通过对玲珑金矿深部岩石进行单轴压缩试验、巴西劈裂试验、单轴循环加载试验和单轴与三轴刚性试验，采用脆性系数法、弹性变形能指数法、线弹性能法和冲击能量指数法评价了玲珑金矿深部开采岩爆倾向性。结果表明，该金矿深部开采具有强岩爆倾向性。关键词深部开采岩爆倾向性评价岩爆倾向性是指在应力条件满足时，岩石具有形可以得到恢复，而

2、塑性变形则永久产生。根据单突然猛烈破坏的性质，是岩爆发生的内因¨J。如果轴循环加载试验的一s曲线，采用积分法可求出弹岩石本身不具有岩爆倾向性，那么外部应力条件无性变形能和塑性变形能。弹性变形能量指数计论达到什么程度，都不会发生岩爆。岩爆倾向性评算公式为价所需数据主要是室内岩石力学的试验结果，是采T=E／E。，(2)用一个或一组与岩石本身力学性质有关的指标衡量式中，为弹性变形能，MJ；E。为塑性变形能，MJ。岩石的岩爆倾向强弱，是一种既有效又经济的方法。该方法的判别指标划分见表2。目前常用的指标有脆性系数、弹性变形能量指数、线表2弹性变形能量指数(wET)法评价指标划分弹性

3、能、冲击能量指数等。为此，通过对玲珑金矿深部岩石进行的室内岩石力学试验，采用4种岩爆倾向性评价方法剖评价了玲珑金矿深部开采岩爆倾1．3线弹性能()向性。根据功能原理，可以求出岩石在单轴压缩条件1岩爆倾向性评价方法下，达到强度峰值以前所储存的线弹性能。计算1．1脆性系数(B)公式为2脆性系数法分为强度脆性系数法和变形脆性系rr数法2类。本研究采用强度脆性系数法，它是岩石，(3)的单轴抗压强度与抗拉强度的比值。其计算公式为式中，为单轴抗压强度，MPa；E为卸载切线弹性B=／o"，(1)模量，NPa。式中，为岩石单轴抗压强度，MPa；为岩石抗拉该方法的判别指标划分见表3。强度，

4、MPa。表3线弹性能()法评价指标划分该方法的判别指标划分见表1。表1脆性系数(曰)法评价指标划分1．4冲击能量指数(W邙)岩石在峰值强度前积聚的能量E．与破坏后岩1．2弹性变形能量指数()石耗散的能量E：之比为，是衡量岩石在破坏时岩石在压缩过程中，将产生弹性变形和塑性变是否产生冲击以及冲击程度的重要指标。计算形。如果在岩石受压达到峰值前进行卸载，弹性变公式为F=E1／E2，(4)式中，E为峰值前储存的能量，MJ；E。为破坏过程张书金(1965一)，男，工程师，265419山东省烟台市招远市玲珑耗散的能量，MJ。143总第544期现代矿业2014年8月第8期Z)U●当W>

5、1时，产生岩爆，值越大，岩爆越强。2岩石力学试验结合矿山现场，试样主要取自地质钻探岩芯，岩性分别为斑状黑云母花岗岩、片麻状花岗岩、钾长变斑花岗岩，埋深在1000m以下。、＼2}00／2．1岩石单轴压缩试验一2、0—10O1．02．03．04．05．0试件直径为50mm，高径比为2，共有32个。在810"8z／×10一试件的中部对称位置纵向，轴向各贴2片电阻片，试验时与另一温度补偿片组成半桥形式联入记录设图1岩石试块单轴循环压缩应力一应变曲线z一轴向应力，MPa；8z一轴向应变，10_’；xy一径向应变，10一。备。加载设备为YTD-200型电子式压力试验机。2．4岩石单轴

6、与三轴刚性试验记录设备为BHR-4型荷重传感器。采用美国MTS公司生产的MTS815．02电液伺岩石单轴抗压强度计算公式为=服岩石力学实验系统进行试验。进行了2块单轴刚。P／A，(5)性试验，2块三轴刚性试验。由于篇幅所限，仅各取式中，P为岩石试件的最大破坏荷载，N；为试件试验结果之一为例予以阐述，分别见图2和图3。受压面积，mm。弹性模量计算公式为日Eor。f50)／8hf50)，(6)宝式中，orc(5o)为试件单轴抗压强度的50％，MPa；(5o)为or处对应的轴向压缩应变，l0～。．壁霹计算所得的岩石单轴抗压强度和弹性模量的平均值见表4。表4岩石单轴压缩试验结果2

7、．2岩石巴西劈裂试验试件直径为50mm，径高比为2，共有34个。在200t电子式压力试验机上，平行于试件的径向加轴向应变，×10载，使试件产生垂直于加载方向的张力，试件因受张图3三轴刚性试验全应力．应变曲线力沿加载方向被拉裂。岩石抗拉强度or计算公式3倾向性评价结果为(1)脆性系数法评价结果。由表1及式(1)可or=2P／arDH，(7)知，片麻状花岗岩的强度脆性系数为14．3，斑状黑式中，P为破坏载荷，N；D、日分别为试件的直径和云母花岗岩的强度脆性系数为l7．88，钾长变斑混高度，mm。合花岗岩的强度脆性系数为15．0。再