山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析

通过山东省招远市水旺庄金矿1881.08 m深孔水压致裂原地应力测量,获取了矿区深部地应力特征及其随深度的变化规律。结果表明:该矿区最大主应力随深度增加具有呈线性增大趋势,800.00 m以浅原位地应力状态以水平应力为主,随深度增加铅直主应力逐渐过渡为最大主应力;其中,最大水平主应力为11.22~45.69 MPa,最小水平主应力为7.28~36.17 MPa,铅直主应力为8.44~48.27 MPa,最大水平主应力方向为北西西向。根据该矿区应力量值及其最大水平主应力方向,分析了深部矿体地应力特征,水旺庄矿区深部地应力在招远-莱州地区属于一般偏低水平。结合钻孔岩芯岩石力学参数,基于工程岩体分级标准及岩石块体弹性应变能理论,对高围压环境下深部矿体开挖过程中,地下巷道发生岩爆的倾向性进行了分析讨论,水旺庄金矿总体属于无岩爆或弱岩爆的地层,但局部如1102.78 m、1379.40 m深度存在强烈岩爆倾向性,金矿矿体所处的1680.40~1684.90 m深度大体位于无岩爆区域。上述研究成果可为深部矿山建设与开采设计提供重要的科学依据。

2种方法优选确定易县紫荆关最大水平主应力量值

钻杆式水压致裂原地应力测试系统的柔性严重影响最大水平主应力的计算精度,如何提高深孔水压致裂测试精度是这一领域的热点和难点。为准确确定河北易县紫荆关断裂附近孔深达600m的ZJGTEST-ZK10钻孔原地应力状态,采用现场测试曲线和室内抗拉强度试验共同对研究区最大水平主应力量值进行比选确定。利用钻孔所揭露岩芯开展巴西圆盘劈裂、空心岩柱液压致裂以及双圆环直接拉伸3种室内试验确定该区域花岗岩的抗拉强度,测定值范围为6.42~9.35MPa。现场水压致裂测试抗拉强度均值为8.01MPa,与室内试验结果具有可比性。研究结果确定了该区最大水平主应力为17.70~35.38MPa,最小水平主应力为10.36~19.38MPa,垂直主应力为5.82~15.49MPa,地应力状态有利于逆断层活动,应力场状态稳定且最大水平主应力方向为北东向,范围为NE40°~56°。通过测试结果的对比分析,当测试段深度大于440m时,测试系统柔性的影响作用明显,基于室内试验测定岩石抗拉强度而计算的最大水平主应力量值明显大于基于重张压力计算值,且更能反映区域真实地应力状态。