金山金矿矿岩力学特征试验研究
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２ ０ １ ３年 第 ５期／ 第３ ４卷
黄
金
ＧｏＬＤ
金 山 金 矿 矿 岩 力 学 特 征 试 验 研 究
张 开 平
（ 中国黄金集 团江西金 山矿业有 限பைடு நூலகம் 司）
摘要 ： 通过 对金 山金矿 矿岩 的抗 拉 强度 、 抗压 强度 、 抗 剪 强度 、 泊松 比 、 弹性模 量 、 内摩擦 角以及 内聚 力 的 室 内试验 ， 分 析 了金 山金矿 矿 岩 力学特征 ， 提 出 了矿 体 、 上下盘 围岩各 向 同性 特征 差 ， 呈现
公 司金 Ｌ Ｕ 金矿 ， ３ ３ ４ ２ １ ３
黄
金
缩 变形 试验来 完成 ， 并 以岩 石极 限抗 压 强 度 ５ ０％ 的 应 力值 和对 应 的轴 向应 变 和 径 向应 变 来 计 算 其 弹性
模 量与 泊松 比。
Ｅ ：
一
最 终得 到矿 岩块体 的内聚力 和 内摩擦 角 。
2对于上盘岩石和矿体抗压强度达到3对于垂直层理的弹性模量和泊松比上盘岩1185mpa和911mpa属坚硬岩组j且内摩擦角2013年第5期第34卷较大内聚力较大表明上盘岩石和矿体具有较高的较大内聚力较大表明上盘岩石和矿体具有较好的承载能力和抵抗剪切破坏的能力有利于矿柱的承压承载能力和抵抗剪切破坏的能力有利于采场矿柱的和采场顶板的稳定
上述试 验 均 在 Ｙ Ａ ｗ 一２ ０ ０ ０型微 机 控 制 岩 石 刚 性 压 力机上 进行 （ 见图２ ） 。均 测 定 岩 石 在饱 和状 态 的指 标 ， 并 且进 行 了受 力 方 向为垂 直 层 理 、 平 行 层 理
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ７ ９ ２ ／ ｈ ｊ ２ ０ １ ３ ０ ５ ｌ １
０ 引 言
中 国黄金集 团江 西 金 山 矿 业有 限公 司金 山金 矿 （ 下称 “ 金 山金矿 ” ） 矿 区 在大地 构 造 位置 上处 于扬 子
５ ０ ｍｍ×５ ０ ｍ ｍ试件 ； 单 轴 抗 压 试 验 和 弹性 模 量 、 泊 松 比单轴 压缩 变形 试验 采用 ５ ０ ｍｍ Ｘ １ ０ ０ ｍｍ 的试
１ ． ２ 试验 方 法
要剪 切 带 ， 控 制矿 床 主矿体 的产 出。 区 内变 质作 用较 复杂 ， 有 区域 变质 作用 、 动 力变 质作 用 、 接触 变质 作用
１ ） 根据 文献 ［ １ ］ ， 块 体 密 度 试 验 采 用 量 积 法 进
行。
和岩浆期后热液蚀变作用 。矿体及其 顶板 围岩岩性 基本 一致 ， 以蚀 变 超糜棱 岩 、 硅 化砂 质千 枚岩 、 蚀 变千 枚岩为主， 局 部地 段顶板 岩 石为 变质 安 山玄武 岩 。主 矿体 底板 围岩 为含 碳 千枚 岩 。 在上 述地 质环 境条 件下 ， 如 何研 究金 山金 矿 矿岩
受力方 向垂直层理的力学参数 ： ①块体密度 ； ②抗压 强度和抗拉强度 ； ③ 内摩擦角和 内聚力 ； ④弹性模量
和泊松 比。 块 体 密度 试 验 和 剪 切试 验 采 用 ５ ０ ｍｍ ×
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ １ —２ Ｏ
到 破坏 时 的最 大轴 向压力 （ Ｎ） ； 为 试 件 的横 截 面 积
（ ｍｍ ） 。
４ ） 弹性 模 量 和 泊 松 比 的测 定 ， 采 用 测 定 试 件 在 单轴 压缩 应力 条 件 下 轴 向 及径 向应 变 值 的单 轴压
作者简介 ： 张开平 （ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 江西萍 乡人 ， 高级工程师 ， 从事矿 山生产技术及管理工作 ； 江西省德兴市花桥镇 ， 中国黄金 集团江西金 山矿 业有限
（ １ ）
式中： 为岩 石 的单 轴 抗 拉 强 度 （ ＭＰ ａ ） ； ｐ 为试 件 劈 裂破 坏 发 生 时 的 最 大 压 力 值 （ Ｎ） ； ｄ为 试 件 直 径 （ ｍ ｍ） ； ｔ 为 试件 厚度 （ ｍｍ） 。 ３ ） 抗 压 强 度 采 用 单 轴 极 限 破 坏 试 验 测 定 ］ ， 即 采用 直接 压坏标 准 试 样 的 方 法 来 求得 岩 石 单 轴 抗 压
的力学 特 征 ， 为 中深孔 嗣后充 填采 矿 法开 采提 供基 础 技 术数 据 ， 对 于金 山金 矿 优 化 采 场 结 构 、 安 全 高 效 开
采 具有 现 实意义 。
２ ） 抗 拉 强度 试 验 采 用 劈 裂 试 验 法 （ 巴西 法 ） 。
抗拉 强 度 由公 式 （ １ ） 计 算 。
出较 强 的各 向异性 特征 。在 实际 工程 应 用 中 ， 应按 各 向异 性矿 岩 来处理 。 关 键词 ：岩石 力 学 ； 抗 压 强度 ； 力 学特征 ； 试验； 金 山金 矿
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ １
文 献 标 志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ １—１ ２ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ４ ３— ０ ３
件； 抗拉强度劈裂试验采 用 西５ ０ ｍ ｍ Ｘ ４ ０ ｍ ｍ试 件
（ 见图 １ ） 。
准地 台江南 台隆东 南 缘 ， 南 东 侧 与 钱 塘 台拗 相 毗邻 ，
在 区域 构造 上位 于 赣 东北 韧 性 剪 切 蛇 绿 岩 构 造 混 杂 带 中。岩性 主要 由粉 砂 质板 岩 、 凝 灰 质板 岩 、 绿 泥 绢 云板岩 、 变 质杂砂 岩 、 沉 凝灰 岩 、 凝 灰 质 千枚 岩 、 变 质 安 山玄 武岩 等 组 成 。金 山金 矿 区位 于 石碑 一 西 源岭
背斜 南 东翼 ， 为一 走 向北东 、 倾 向南 东 的单斜 构 造 ， 倾
角一 般 为 １ ０ 。一３ ５ 。 。受 韧 性 剪 切 带 及 断 层 的 影 响 ，
地层 局 部产 生挠 曲 ， 金 山一 朱林 韧性 剪 切带 为矿 区主
一 一
图１ 加 工 后 的 块 体 试 件 照 片
强度 。
：
１ 岩石力学特征试验
１ ． １ 试验 内容
（ ２ ）
／ １
本 次试 验 主要 针 对 厚 大 矿 体 试 验 采 场 。每 组试 样 分别 进行 矿岩 力学 性质 的试 验 ， 对 每一组 矿 岩测定
式 中： 。 为 岩石 的单 轴 抗 压 强 度 （ ＭＰ ａ ） ； ｐ 为 岩 石 达
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金 山 金 矿 矿 岩 力 学 特 征 试 验 研 究
张 开 平
（ 中国黄金集 团江西金 山矿业有 限பைடு நூலகம் 司）
摘要 ： 通过 对金 山金矿 矿岩 的抗 拉 强度 、 抗压 强度 、 抗 剪 强度 、 泊松 比 、 弹性模 量 、 内摩擦 角以及 内聚 力 的 室 内试验 ， 分 析 了金 山金矿 矿 岩 力学特征 ， 提 出 了矿 体 、 上下盘 围岩各 向 同性 特征 差 ， 呈现
公 司金 Ｌ Ｕ 金矿 ， ３ ３ ４ ２ １ ３
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缩 变形 试验来 完成 ， 并 以岩 石极 限抗 压 强 度 ５ ０％ 的 应 力值 和对 应 的轴 向应 变 和 径 向应 变 来 计 算 其 弹性
模 量与 泊松 比。
Ｅ ：
一
最 终得 到矿 岩块体 的内聚力 和 内摩擦 角 。
2对于上盘岩石和矿体抗压强度达到3对于垂直层理的弹性模量和泊松比上盘岩1185mpa和911mpa属坚硬岩组j且内摩擦角2013年第5期第34卷较大内聚力较大表明上盘岩石和矿体具有较高的较大内聚力较大表明上盘岩石和矿体具有较好的承载能力和抵抗剪切破坏的能力有利于矿柱的承压承载能力和抵抗剪切破坏的能力有利于采场矿柱的和采场顶板的稳定
上述试 验 均 在 Ｙ Ａ ｗ 一２ ０ ０ ０型微 机 控 制 岩 石 刚 性 压 力机上 进行 （ 见图２ ） 。均 测 定 岩 石 在饱 和状 态 的指 标 ， 并 且进 行 了受 力 方 向为垂 直 层 理 、 平 行 层 理
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ７ ９ ２ ／ ｈ ｊ ２ ０ １ ３ ０ ５ ｌ １
０ 引 言
中 国黄金集 团江 西 金 山 矿 业有 限公 司金 山金 矿 （ 下称 “ 金 山金矿 ” ） 矿 区 在大地 构 造 位置 上处 于扬 子
５ ０ ｍｍ×５ ０ ｍ ｍ试件 ； 单 轴 抗 压 试 验 和 弹性 模 量 、 泊 松 比单轴 压缩 变形 试验 采用 ５ ０ ｍｍ Ｘ １ ０ ０ ｍｍ 的试
１ ． ２ 试验 方 法
要剪 切 带 ， 控 制矿 床 主矿体 的产 出。 区 内变 质作 用较 复杂 ， 有 区域 变质 作用 、 动 力变 质作 用 、 接触 变质 作用
１ ） 根据 文献 ［ １ ］ ， 块 体 密 度 试 验 采 用 量 积 法 进
行。
和岩浆期后热液蚀变作用 。矿体及其 顶板 围岩岩性 基本 一致 ， 以蚀 变 超糜棱 岩 、 硅 化砂 质千 枚岩 、 蚀 变千 枚岩为主， 局 部地 段顶板 岩 石为 变质 安 山玄武 岩 。主 矿体 底板 围岩 为含 碳 千枚 岩 。 在上 述地 质环 境条 件下 ， 如 何研 究金 山金 矿 矿岩
受力方 向垂直层理的力学参数 ： ①块体密度 ； ②抗压 强度和抗拉强度 ； ③ 内摩擦角和 内聚力 ； ④弹性模量
和泊松 比。 块 体 密度 试 验 和 剪 切试 验 采 用 ５ ０ ｍｍ ×
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ １ —２ Ｏ
到 破坏 时 的最 大轴 向压力 （ Ｎ） ； 为 试 件 的横 截 面 积
（ ｍｍ ） 。
４ ） 弹性 模 量 和 泊 松 比 的测 定 ， 采 用 测 定 试 件 在 单轴 压缩 应力 条 件 下 轴 向 及径 向应 变 值 的单 轴压
作者简介 ： 张开平 （ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 江西萍 乡人 ， 高级工程师 ， 从事矿 山生产技术及管理工作 ； 江西省德兴市花桥镇 ， 中国黄金 集团江西金 山矿 业有限
（ １ ）
式中： 为岩 石 的单 轴 抗 拉 强 度 （ ＭＰ ａ ） ； ｐ 为试 件 劈 裂破 坏 发 生 时 的 最 大 压 力 值 （ Ｎ） ； ｄ为 试 件 直 径 （ ｍ ｍ） ； ｔ 为 试件 厚度 （ ｍｍ） 。 ３ ） 抗 压 强 度 采 用 单 轴 极 限 破 坏 试 验 测 定 ］ ， 即 采用 直接 压坏标 准 试 样 的 方 法 来 求得 岩 石 单 轴 抗 压
的力学 特 征 ， 为 中深孔 嗣后充 填采 矿 法开 采提 供基 础 技 术数 据 ， 对 于金 山金 矿 优 化 采 场 结 构 、 安 全 高 效 开
采 具有 现 实意义 。
２ ） 抗 拉 强度 试 验 采 用 劈 裂 试 验 法 （ 巴西 法 ） 。
抗拉 强 度 由公 式 （ １ ） 计 算 。
出较 强 的各 向异性 特征 。在 实际 工程 应 用 中 ， 应按 各 向异 性矿 岩 来处理 。 关 键词 ：岩石 力 学 ； 抗 压 强度 ； 力 学特征 ； 试验； 金 山金 矿
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ １
文 献 标 志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ １—１ ２ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ４ ３— ０ ３
件； 抗拉强度劈裂试验采 用 西５ ０ ｍ ｍ Ｘ ４ ０ ｍ ｍ试 件
（ 见图 １ ） 。
准地 台江南 台隆东 南 缘 ， 南 东 侧 与 钱 塘 台拗 相 毗邻 ，
在 区域 构造 上位 于 赣 东北 韧 性 剪 切 蛇 绿 岩 构 造 混 杂 带 中。岩性 主要 由粉 砂 质板 岩 、 凝 灰 质板 岩 、 绿 泥 绢 云板岩 、 变 质杂砂 岩 、 沉 凝灰 岩 、 凝 灰 质 千枚 岩 、 变 质 安 山玄 武岩 等 组 成 。金 山金 矿 区位 于 石碑 一 西 源岭
背斜 南 东翼 ， 为一 走 向北东 、 倾 向南 东 的单斜 构 造 ， 倾
角一 般 为 １ ０ 。一３ ５ 。 。受 韧 性 剪 切 带 及 断 层 的 影 响 ，
地层 局 部产 生挠 曲 ， 金 山一 朱林 韧性 剪 切带 为矿 区主
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图１ 加 工 后 的 块 体 试 件 照 片
强度 。
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１ 岩石力学特征试验
１ ． １ 试验 内容
（ ２ ）
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本 次试 验 主要 针 对 厚 大 矿 体 试 验 采 场 。每 组试 样 分别 进行 矿岩 力学 性质 的试 验 ， 对 每一组 矿 岩测定
式 中： 。 为 岩石 的单 轴 抗 压 强 度 （ ＭＰ ａ ） ； ｐ 为 岩 石 达