1. 引言
本文讨论了一个露天矿的工程地质条件,着重强调了片麻岩的岩石力学试验。(6.5.1 矿区工程地质评价应在查明矿区工程地质条件的基础上,结合开采方式,对边坡稳定性、井巷围岩岩体质量、采空区的稳定性及溶腔稳固性给予定性和半定量的预测评价。)
2. 工程地质条件
矿区内断裂构造不发育,无明显的大断裂存在,只有小断裂发育且稳定,在铁矿体中有褶曲状条带。断裂构造对本矿区影响较小,但由于裸露岩体遭受了长期的风化作用,矿区近地表岩体的风化裂隙较为发育,风化裂隙带深度一般为 5-20m 左右,因而这部分的岩体强度较低,在采矿过程中易发生采坑坡顶岩石崩塌,是采矿边坡不稳定的主要因素。根据矿区总体工程地质条件和矿区内岩性的分布情况,本矿区划分为两个工程地质结构区:松散岩类区和块状结构区。
(6.5.2.2 松散软岩类边坡稳定性评价:一般将拟建采场划分为不同的工程地质区,对分区进行稳定性评价,建议最终边坡角;对具有饱水砂层的边坡,应根据需要进行专门性的预先疏干试验及饱水抗剪试验,在试验的基础上建议边坡角。)
(二)块状结构区
属较坚硬岩类,块状结构区为大面积分布在矿区内的基岩,区域内大面积分布中太古界乌拉山群黑云母角闪斜长片麻岩,矿体及围岩均由较坚硬块状岩层所组成,力学强度高,整体岩石的稳定性强,构造破碎带不发育。按照《矿区水文地质工程地质勘查规范》(GB/T 12719-2021)划分为以块状岩类为主的工程地质条件简单的矿区,属第二类第一型。
(6.5.2.1 坚硬、较坚硬岩类边坡稳定性评价:根据边坡与各类结构面的组合关系、软弱夹层情况,分析判断并预测边坡可能滑动变形的位置、范围、变形的性质及滑动面、切割面的可能位置、几何特征,根据需要运用类比法、经验数据法、极限平衡分析法、力学计算法、数值模拟法等进行稳定性评价,建议最终边坡角和坡高。)
3. 岩石力学试验
对上盘、矿体和下盘共作了9组岩石力学试验,总体的试验结果如下:
(1) 体积密度:24.11~28.2 KN/m3,平均值为26.2KN/m3;
(2) 内摩擦角:40.3°~48.3°,平均值为43.57;
(3) 粘结力:3.93~9.15MPa,平均值为5.24MPa;
(4) 单轴抗压强度:33.21~132.10MPa,平均值为75.03MPa;
(5) 抗拉强度:4.44~9.34MPa,平均值为7.65MPa
另一个不同场地片麻岩的试验结果如下:饱和单轴抗压强度为43.5~70.19MPa,抗拉强度为10.14~14.0MPa, 内摩擦角为36.0°~51.56°,粘结力为12.8~18.0MPa,岩石为坚硬-半坚硬类,以整体块状为主【片麻岩强度参数估计(gneiss)---试验结果与数据库的比较】。
4. 边坡设计参数
台阶高度10m,台阶坡面角65°,整体边坡角55°,工作平台宽度20m。