基于修正RMR分级法的金属矿山岩体稳定性分析

焦家金矿寺庄矿区正逐步进入深部采矿,目前中深部采场存在稳固性较差的情况。结合寺庄矿区实际工程中地温、地下水及地应力的影响,对RMR分类法修正改进,提出IRMR分类法作为寺庄矿区岩体质量评级的方法。结果表明,主采的2号和7号矿体,从-280~-450 m深度大部分矿体为稳固性中等的Ⅲ岩体,仅部分区域存在稳固性较差的Ⅳ岩体。从IRMR法和RMR法结果对比中可以发现,大部分分级结果一致,仅一处工程IRMR分级为Ⅳ,结果更加合理。

基于RMR系统的气侵工况下井底压力控制

为了更有效地控制钻井过程中的井底压力,确保钻井安全,以气液两相流理论为基础,建立了无隔水管海底泵举升(riserless mud recovery,RMR)系统在气侵工况下的井底压力计算模型。提出了3种流量调节方法,对流量调节后的井底压力变化过程进行了动态模拟。结果表明:调节循环流量为30、40、50 L/s时,15 min时刻井底压力下降幅度分别为0.62、1.37、1.70 MPa;调节海底泵出口流量至17、20、23 L/s时,地层压力分别在10、11、14 min时刻得到平衡;增大钻井泵出口流量至32 L/s,调节海底泵出口流量为26、27 L/s时,地层压力分别在13.1、14.0 min时刻得到平衡。通过对数据进行拟合,得到了循环流量和海底泵出口流量与井底压力之间的关系方程,并形成了RMR系统在气侵工况下控制井底压力时的流量调节方法。

考虑采动影响的ACI-RMR法矿山巷道围岩质量分级研究

为了充分反映矿山开采过程中开采扰动对巷道围岩质量的影响,在传统岩体质量分级RMR法的基础上引入巷道埋深、巷道存续时间、巷道高跨比、巷道间柱宽度和分段高度等5个采动影响指标,构建采动影响巷道围岩质量分级指标体系。引入拉格朗日乘子法耦合层次分析法(AHP)和CRITIC法对各指标进行组合赋权,将该组合权重导入理想点法(IPM)构建考虑采动影响的AHP-CRITIC-IPM改进RMR法(ACI-RMR法),将ACI-RMR法应用于某金属矿山进路巷道围岩质量分级并与RMR法分级结果进行对比。结果表明:部分测点的ACI-RMR法分级结果较RMR法分级结果出现等级降低或相同等级评分值下降的情况,结合工程实际证明ACI-RMR法较RMR法更能反映开采扰动对巷道围岩质量的影响,为矿山安全生产与设计提供参考。

基于钻孔数据库和RMR法的露天矿非均匀性岩体质量参数表征及应用

露天矿边坡岩体质量评价对于边坡稳定性分析及开采方案设计具有重大意义,一般主要是分岩组、分区域选择代表性测点进行岩体质量分级,结合Hoek-Brown等经验方法确定岩体力学参数,这些经验方法精度低,误差大,且未充分利用实测数据,因此深入挖掘矿山实测的地质钻孔资料从中提取岩体结构信息进行岩体质量评价具有现实的工程意义。以司家营和研山铁矿西帮为研究对象,通过结构面半自动识别得到不同区域表面结构面信息;根据矿山含有钻孔岩芯描述文字的工程地质钻孔资料,采用3DMine建立地质钻孔数据库,建立基于钻孔编录的定量评价指标体系,从文字描述中提取评价参数,结合地质统计学方法,建立基于RMR法的非均匀性岩体力学参数块体模型,实现了精细化岩体质量分级表征。研究表明:从浅部到深部坡表结构面的节理体密度越来越小,RMR值呈现上升趋势,说明西帮浅部到深部岩体质量越来越好,确保了后期西帮深部的安全开采,为边坡加陡及最终开采境界边坡的稳定性分析提供了参考依据。

基于N阶多项式回归方程的RMR分级方法优化

为解决RMR岩体质量分级方法单一评价因素在某一特定强度值或完整性指标附近评分结果会呈现阶梯状突变的问题。利用N阶多项式回归方程,对RMR岩体质量分级体系中单轴抗压强度、点载荷强度、钻孔RQD指标和节理间距与评分体系之间的关系进行了非线性连续拟合,在此基础上优化了原评价体系。结果表明:优化后的RMR岩体质量分级方法消除了原评价体系中的局部突变,使评价结果具有连续性、客观性和现场适用性,该方法已为多个矿山的岩体质量工作评价提供了更为科学、准确的技术支撑和依据。

RMR分类在坝基岩体中的应用——基于巴基斯坦某水电站实例分析

RMR分类法目前多用于海外项目中的岩体分类,主要通过6个参数的赋分计算,加和得到RMR分值,根据RMR分值对岩体进行分类,为设计提供相关地质参数。文章结合巴基斯坦某水电站实例,对RMR分类法的具体应用进行解释说明;通过与Q分类法、水电规范法进行对比,分析3种分类方法的差异与适用条件,以便满足不同工程的实际需求。

基于深部岩体特征的RMR法修正

深部工程岩体具有高地应力、高温、高渗透压等特征,“三高”的存在和复杂节理面组合会对岩体质量造成不同程度的影响。因此,使用传统RMR法进行评价时,结果难免会不准确,需要根据深部岩体特性对RMR法进行修正。通过引入高应力修正系数KS、节理组合修正系数KJ、高温效应修正系数KT、高渗透压修正系数KP对RMR法进行修正,建立S-RMR法,并运用于白音呼布矿区的岩体质量评价。结果表明:地应力对于深部岩体质量评价结果影响最大;用修正后的RMR法评价得出的岩体质量等级有所下降,根据矿区现有的支护效果可知修正后的RMR法的评价结果更准确。

基于优化组合赋权的可拓学磷矿山岩体质量评价

为解决岩体质量评价相邻等级之间指标参数模糊不确定性问题,引入可拓学理论,提出基于优化组合赋权的可拓学岩体质量分级模型,对昆阳二矿磷矿山地下开采的岩石进行质量评价。首先,根据矿山地质特征选取岩石单轴饱和抗压强度(Rc)、岩石质量指标(RQD)、节理间距(Jd)、结构面条件(Jf)、地下水状态(W)和地应力影响系数(Z)6个影响指标,将每个指标划分为5个等级;然后通过改进的层次分析法和熵权法分别确定指标的主观和客观权重,引入矩估计法对主客观权重进行优化组合;最后应用修正的RMR法和Q系统法对岩体质量进行评价,将分级结果与基于优化组合赋权的可拓学岩体质量分级结果进行比较。研究表明:5个待评价岩体中,除上矿体N3的模型分级结果与修正RMR法存在差异之外,其余岩体的分级结果与修正RMR法相同,使用Q系统法的评价结果整体偏低。此外,该模型可得出岩体质量等级偏向于相邻等级的程度,分级结果符合昆阳二矿磷矿山生产勘探地质报告岩体质量范围,比修正RMR法和Q系统法更加准确,验证了本文方法的可靠性,为地下矿山开采提供了技术支撑。

岩体分级BQ与RMR的关系及其力学参数估计

在国标《工程岩体分级标准》(GB50218—94)岩体质量分级的基础上,提出了岩体基本质量指标BQ的简化计算方法。根据规范中建议的岩体物理力学参数取值范围,编制了各参数与BQ关系曲线图,通过非线性拟合分析,建立了各物理力学参数与BQ之间关系的经验公式。基于内摩擦角等效原则,通过比较已有的分别用RMR和BQ表达的岩体内摩擦角经验公式,推导出1个BQ和RMR之间的关系方程。同样基于变形模量等效原则,通过比较已有的分别用RMR和BQ表达的岩体变形模量经验公式,推导出4个BQ和RMR之间的关系方程。这5个关系方程与实测结果进行了比较分析,得到了上限线和下限线方程;由内摩擦角等效获得的关系方程趋势较好,取上限线和下限线的中间线对其进行修正,得到了本文建议的RMR和BQ之间的关系方程。

RMR法评价体系的修正及工程应用

现有RMR法评价体系中的单轴抗压强度、RQD值和结构面间距这3个指标都是对某一区间进行评分,且均以保守取值应用于实际工程中。通过选取大量已有工程实践的岩体质量评价数据,对现有RMR法评价体系中的单轴抗压强度、RQD值和结构面间距这3项的评分标准进行分析,对RMR法评价体系中前3项的指标值的评分区间进行修正,并修正评分结果的非线性阶梯变化特点,使评分具有线性连续性。建立指标值与其评分值之间线性关系表达式。将修正结果应用于工程实践,取得较好的评价效果,为岩体质量评价及工程人员提供参考。

基于地下深部工程岩体特性的RMR系统修正

地下深部工程岩体具有典型的高地应力、高温、高地下水压场特性,地下水、岩石流变、地温和地应力的存在会造成岩体质量下降,因而在对深部工程岩体质量进行评价时,需要根据其特性对传统的浅部岩体质量评价方法即岩体等级(RMR)系统进行修正。通过引入岩体的水弱化修正系数Rw、热弱化修正系数Rθ和岩石流变弱化修正系数Rt对岩石的单轴抗压强度σc进行修正,同时增加地应力修正项P7,并对分类指标P1,P2,P3和P7进行连续性修正,获得符合深部岩体工程围岩质量评价实际状况的修正RMR系统。研究结果表明:随着岩石含水率、温度、荷载历时和地应力的增加,采用修正的RMR系统得到的岩体质量评分值比传统的RMR系统岩体质量评分值低,岩体质量等级略下降,所得结果与深部地下工程岩体状况更吻合。

RMR法在公路边坡应用中的几点修正

为评价公路边坡稳定性 ,在介绍 RMR法和其他人修正的基础上 ,从宏观的角度 ,对其边坡高度、地应力等方面的影响因素进行了部分修正 ,提出了较为合理的修正 RMR法。

深部岩体工程围岩质量评价的IRMR法研究

通过采用连续性细化方法,考虑高压地下水和高地温对岩体力学性质的影响,分别引入地下水和地温弱化系数,对传统RMR法中的岩石单轴抗压强度、岩石质量指标和节理间距这3个评价指标的评分标准进行修正,获得3个评价指标和其对应分值之间的非线性连续回归方程;根据深部岩体工程中地应力与岩石强度特征值之间的关系,定义岩体损伤破坏危险度系数,且建立该系数和岩体质量评分修正值之间的对应关系,由此获得适用于深部岩体工程围岩质量评价实际的IRMR法,并用实例验证了该法评价结果的合理性和有效性。

基于RMR岩体分级系统的TBM掘进性能参数预测

为解决由于地质条件原因造成TBM掘进效率低下的问题,基于吉林引松供水工程建立的TBM数据库,提出应用RMR岩体分级系统对TBM的掘进性能参数进行预测。通过回归分析的方法分别建立了RMR与TBM性能预测参数掘进速率(PR)、施工进度(AR)、利用率(U)以及贯入度指数(FPI)的经验公式。研究结果表明:RMR与PR、AR、U均呈现二次相关关系,RMR与FPI为线性关系,且相关系数均大于0.7;当RMR=50~70时,岩体具有较好的可掘性;当岩体条件较差(RMR<30~40)或者岩体条件极好(RMR>70~80)时,岩体的可掘性均较差;吉林引松工程TBM掘进的平均利用率为22.36%,与地质条件相关的停工时间约占总工期的25.97%。

基于修正RMR法的深部岩体工程围岩质量评价研究

深部岩体工程具有典型的高地应力、高地温和高孔隙水压等特点,传统的RMR法对评价其围岩质量存在不足之处。通过考虑高压地下水和高地温对岩体力学性质的影响分别引入地下水和地温弱化系数,结合连续性细化方法对传统的RMR法中的岩石单轴抗压强度、岩石质量指标和节理间距等三个评价指标的评分标准进行了修正,获得了三个评价指标值与其对应分值之间的非线性连续回归方程。然后,根据岩体中地应力的大小及岩石强度特征定义了岩体损伤破坏危险度系数,建立了该系数与岩体质量评分修正值之间的对应关系。由此获得了比较符合深部岩体工程围岩质量评价实际的修正RMR法,并用实例表明了其评价结果的合理有效性。

基于Mamdani模糊推理的山岭隧道围岩RMR14分级

岩体分级方法(RMR14)可充分评价岩体力学性质和结构面的条件,且可考虑初始地应力场和开挖方式等工程因素的影响,非常适用于山岭隧道围岩的评价。但RMR14评级方法的阶梯状评分会引起评分区间边界出现模糊不确定性,为更加准确地评价岩体质量,基于Mamdani模糊推理方法,引入模糊隶属函数来解决模糊不确定性问题。采用"if-then"推理法则实现多输入参数多推理规则的模糊推理,提出基于Mamdani模糊推理的RMR14岩体分级方法,并将此方法应用于独平高速漂里隧道的围岩质量评价。研究结果表明,基于Mamdani模糊推理的RMR14岩体质量分级方法既可借鉴既有工程经验,又可恰当处理评分边界的模糊不确定性问题;与直接采用RMR14分级方法相比,本文提出的模糊分级方法能更加准确评价围岩质量。

普庆铁矿回采数值模拟与RMR分类对比分析

针对普庆铁矿拟抽采部分矿房底柱对采场整体稳定性的影响,采用三维有限元法,对其回采过程进行了数值模拟和RMR岩体分类法对比分析。模拟结果表明,部分底柱抽采后,起关键支撑作用的底板横撑和矿柱中的应力有显著地变化,这可能破坏矿山整体稳定性。根据回采后应力场的变化规律,提出了采场尚存矿源的下一步回采建议。

修正RMR法在地下洞室围岩分类中的应用研究

RMR法是当前常用的围岩分类方法之一,但当围岩中存在多组不同性状的节理时,节理间距、性状及方向修正系数3项指标的评分会出现标准不统一的问题。通过综合考虑多组节理的影响,对此3项指标的评分进行了修正,提出了加权平均的评分计算方法,对每组节理赋于不同的权重,由此获得了符合实际情况的修正RMR围岩分类方法,并成功应用到了厄瓜多尔CCS水电站地下厂房围岩分类中。相关研究方法可以为类似工程围岩分类提供参考。

RMRS在水平井钻进中靶作业中的应用

在定向钻进过程中,经常需要应用导航中靶技术,以期使钻进进入设定的靶区。随着定向钻进技术应用范围的日益拓展,钻进靶区面积越来越小,这对传统的中靶测量技术提出了严峻的挑战。RMRS作为一种主动物探磁测技术,能够实现直径小于1m的靶区的导航要求,具有较高的精确度。介绍了RMRS在土耳其贝帕扎里天然碱矿采集卤钻井工程中的应用情况,并阐述了钻井施工工艺对RMRS应用的影响。

RMR围岩分级法与中国公路隧道围岩分级方法对比

阿尔及利亚东西高速公路采用欧洲标准设计,隧道采用Bieniawski的岩体分级方法(RMR法),我国现行《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)中围岩分级方法作为参考。该文详细介绍了RMR法的评级过程和评分标准,并把RMR岩体分级方法和《公路隧道设计规范》中围岩分级方法进行对比,可为以后采用欧洲标准设计的隧道围岩分级提供参考。