三山岛金矿地应力研究.pdf

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1、第9卷第6期矿业工程2011年12月MiningEngineering11三山岛金矿地应力研究王振军王元魁班俊魁(山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿，山东莱州261442)摘要：阐述了三山岛金矿体的地质特点，采用目前国际上应用最广泛、技术最成熟的套孔应力解除法，通过现场测量与实验室试验相结合的方式，采集解除应变和弹性常数等基础数据，并应用弹性力学及张量分析理论计算该矿区地应力的总体变化规律。关键词：三山岛金矿；地应力；变化规律中图分类号：TD11文献标识码：A文章编号：1671—8550(2011)O6—0011-032．3岩浆岩1区域地质背景主要为栾家寨单元(mLvl4)，呈岩基大面

2、积侵入，新三山岛金矿位于胶东半岛西北部，大地构造位置处于太古代栖霞超单元(q14)主要分布于新立断裂上盘，呈脉华北地台南缘胶北地体之胶北隆起区，西靠沂沭断裂带，状或岩枝状侵入马违庄超单元中，前者岩性为中细粒变辉南接胶北地体之胶莱拗陷，北邻龙口断陷盆地和渤海拗陷，长岩(斜长角闪岩)，后者岩性为片麻状中细粒含角闪黑云东接牟平一即墨构造混杂带古老的变质基底变质变形岩系，长岩。新元古代震旦期玲珑超单元(L24)，主要分布于三多期多成因的岩浆活动和以北东向断裂为主的构造格架，山岛一仓上断裂带下盘，呈岩基大量出露，岩性为弱片麻构成了该区金矿的成矿地质背景。状中粒二长花岗岩。区域上分布的地层主要包括：中

3、太古代唐家庄岩群3新立矿区地应力测点的选择(Ar3t)、新太古代胶东岩群(Ar4j)、古元古代荆山群(Ptlj)和粉子山群(Ptlf)及第四纪沉积(Q)。3．1地应力测点选择的基本原则区内构造形式为褶皱构造和断裂构造，以近东西向、原岩地应力场的测量一般要遵循以下原则：1)岩体的北东向一北北东向和北西向构造为主体。质量。测点周围岩体力求均质完整，钻孔定位于该类岩石中，以保证取芯的完整性及地应力测量结果的可信度；2)2矿床地质特征靠近研究对象。对矿区而言，矿体通常是研究对象，因此矿床位于三山岛一仓上断裂带的北东段，与三山岛金测点要布置在矿体内或其周边区域。测点应尽量靠近设计矿区仅有王河之隔。区

4、内未见岩石露头，全部被第四系及巷道，根据采区地质构造资料，测点对于设计巷道所处地海水覆盖。应力场应具有代表性；3)避开附近正在施工的巷硐工程，2．1地层避开应力崎变区、不稳定区及干扰源，保证原岩应力的真区内地层仅见新生界第四系(Q)，以临沂组为主，广实性；4)避免断层对测定值的影响。实测结果表明，在大泛分布，旭口组沿矿区西北部边缘分布，沂河组沿河流分断层附近，不但水平应力值偏低，而且还可能干扰主应力布。的方向。因此，测点要布置在尽量远离断层和破碎带的区2．2构造域内；5)考虑测试条件。如是否具备水、电等条件，是否区内构造主要为断裂构造，根据它们的成生关系可分与正常生产、施工相冲突，是否具备

5、测试必要的空间(钻为控矿断裂及矿后断裂，前者为新立断裂带，后者有北东机支撑及布置仪器设备的空间等)；6)钻孔至少有3。～5。向和北西向断裂，但仅在局部工程中见到。的仰角，以便排水。新立断裂带是矿区控矿断裂构造，它位于三山岛一仓3．2矿区地应力测量测点的确定上断裂带的北东段，由新立主干断裂及上下盘伴生的羽支在工程地质调查的基础上，结合现场施工条件，确定在断裂和下盘派生平行断裂组成。新立矿区一165、一240和-400m3个中段选择6个测点对矿区的地应力场的变化及分布规律进行测试研究，其中以主收稿日期：2011一O7一l3要开采中段一240中段作为研究重点，布置3个测点，在较作者简介：王振军(

6、1983一)，男(汉族)，山东莱州人，山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿地质工程师，主要从事矿山地质深的-400m中段布置两个测点，浅部的一165中段布置一及管理工作。个测点。6个测点均布置在新鲜的岩体和矿体中。测点的选12矿业工程第9卷第6期择基本上避开了巷道和采场的弯、叉、拐等应力集中区以及变进行平均，以应变值的平均值作为该测点的最终解除应断层、岩石破碎带、断裂发育带，同时测点尽量远离大的采变，然后再进行计算。先采用第一种方法对每一测段进行空区和硐室，见表1。计算，然后再利用第二种方法计算该测点的地应力，两种结果可以作一比对，见表2表1测点布置情况及所在位置的岩性5．2地应力计算结

7、果分析经过综合计算，新立矿区6个地应力测点的应力分量的计算结果列于表2中。表2各测点应力分量计算结果由上述应力分量，根据应力状态分析与计算，很容易求出每个测点的水平最大主应力a和水平最小主应力·41．。定5‘测定d一，以及它们与垂直应力吼间的比例关系，即侧压系数簿。◆4I测定(见表3)。N幡。定2

8、表3不同方向应力分量比值变化情况{l1尉舞3·测定-◆93900940009410o94200943O0944O0945O0