工程地質巖組分層水工編錄法在南山坪礦區中的應用

周友清

（紫金礦業集團股份有限公司，福建 廈門 361015）

長期以來，鉆孔水工編錄依據“地質分層”結果對鉆孔巖心進行水工分層編錄，據此編錄成果建立的模型為巖性及礦化蝕變分帶模型，對地質找礦具重要的指導意義，然該模型對礦床開采設計指導作用甚微。作者依據礦產地質勘查水工環工作實踐經驗，提出工程地質巖組分層的鉆孔巖心水工編錄法，據此編錄成果建立礦體與周圍巖體工程地質巖組等級三維實體模型，以期為礦床開采設計提供依據，降低不良工程地質問題給井巷開拓工程施工帶來的施工難度及其不必要的經濟損失。

1 傳統地質分層水工編錄法及其存在問題

1.1 傳統地質分層水工編錄法

地質分層水工編錄法是直接依據地質分層的結果進行鉆孔巖心水工編錄，單孔水工分層與地質分層層數一致。表1 為南山坪礦區ZK60-252 鉆孔傳統地質分層水工編錄法成果匯總表[1]。

1.2 存在問題

（1）表1 中基本顯示的是地質編錄成果內容，“垂向”上鉆孔揭露的巖性含（隔）水、工程地質巖組特征內容及其相應的技術參數（埋深、標高、厚度等）均未在表中體現，編錄成果水工專業技術含量低、實用性差。

（2）據此編錄成果建立的三維模型實質為巖性及礦化蝕變分帶模型，對礦床開采設計指導作用甚微。

2 工程地質巖組分層水工編錄法及其優點

2.1 工程地質巖組分層水工編錄法

2.1.1 工程地質巖組分層水工編錄法依據

（1）巖體完整性指標（RQD）：據巖石RQD 巖體質量等級指標[2]（表2），確定巖體完整性等級工程地質巖組類型：RQD值90%~100% 定為完整的工程地質巖組（用Ⅰ表示）、RQD 值50%~90% 定為中等完整- 較完整的工程地質巖組（用Ⅱ表示）、RQD<50% 定為完整性差- 碎裂的工程地質巖組（用Ⅲ表示）。

表2 巖體質量等級表

（2）巖體堅硬程度指標（R）：根據巖石單軸極限抗壓強度（R）巖體強度等級指標[2]（表3），確定巖體強度等級工程地質巖組類型：R ≥60Mpa 定為堅硬的工程地質巖組，30Mpa ≤R<60Mpa定為半堅硬的工程地質巖組，R<30Mpa 定為軟弱工程地質巖組，在巖體完整性等級指標后用阿拉伯數字下標表示。

表3 巖體強度等級表

（3）巖性組合類型：依據不同巖性類型，確定巖體巖性工程地質巖組名稱：×××巖工程地質巖組、××××巖工程地質巖組。

2.1.2 工程地質巖組分層水工編錄法原理

工程地質巖組分層水工編錄法是一種以巖性工程地質特征為主線的綜合成果分層水工編錄法，主要是將巖性類型、巖體的完整性、巖體的堅硬程度結合起來進行分層。

2.2 工程地質巖組分層水工編錄法優點

2.2.1 使礦區巖石“垂向”上的水工特征得以充分體現

工程地質巖組分層水工編錄法（表4）使鉆孔揭露巖性的“垂向”上水工特征內容及其相應的技術參數（埋深、標高、厚度等）得以在得以集中體現，避免了“礦區大量鉆探工程形同虛設”的尷尬局面，為勘查報告編寫提供可信的技術參數及便利的統計條件。

表4 南山坪礦區ZK60-250 鉆孔成果匯總表

2.2.2 三維建模工程設計指導意義

依據工程地質巖組分層水工編錄法的編錄成果，借鑒3Dmine 礦業軟件，量化礦體及周圍巖體工程地質巖組的RQD值，建立礦體與周圍巖體工程地質巖組等級三維實體模型，對礦床開采主體工程設計具有重要的指導意義。

由圖1南山坪礦區340m～50m標高切割塊體中段模型可知：

（1）礦體及其圍巖呈上部破碎、下部較完整～完整的特征。200m 標高之上巖（礦）體極破碎，工程地質條件較差。

（2）大部分礦體位于200m 標高下工程地質條件較好的較完整～完整巖體中，鞍部巖體工程地質條件好于兩側。

鑒于礦區巖（礦）石工程地質巖組空間形態分布特征，建議主開拓工程系統設置在200m 標高以下中段，且沿北東- 南西向鞍部展布。

圖1 南山坪礦區工程地質巖組塊體中段切割模型

3 RQD分級符號引用問題探討

RQD 完整性指標共分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ這五個級別，但工作中為區分氧化帶與原生帶以及確定風化裂隙潛水含水層的需要（弱風化的底界即是風化裂隙潛水含水層的底界），人為設定Ⅴ表示軟弱松散工程地質巖組﹛主要由殘（坡）積、沖（洪）積、強風化巖及軟弱構造碎粉巖等組成﹜、Ⅳ表示弱風化工程地質巖組，因此，對完整性指標Ⅱ、Ⅲ也做了輕微的調整，將50% ≤RQD<90% 歸為中等完整- 較完整巖組，用Ⅱ表示，其中Ⅱ-1 表示較完整巖組（75% ≤RQD<90%）、Ⅱ-2 表示中等完整巖組（50% ≤RQD<75%）；將巖心RQD 指標<50% 的巖石歸為完整性差的碎裂巖組，用Ⅲ表示，其中Ⅲ-1 表示完整性差碎裂巖組（25% ≤RQD<50%）、Ⅲ-2 表示完整性極差的極碎裂巖組（RQD<25%）。

4 結論

工程地質巖組水工分層編錄法，是作者膚淺的工作經驗總結，其目的是：

（1）為了突出鉆探垂向（剖面）上所揭露巖性的水文地質工程地質特征，明確勘查報告編寫中區域與礦區水文地質工程地質各自所需闡述的內容，杜絕水文地質工程地質特征區域上（面）的關系與礦區內（垂向）的關系混搭現象。

（2）便于勘查報告技術數據統計。

（3）借鑒三維地質軟件建立各類水文地質工程地質模型，為礦床開采設計提供參考依據，降低不良工程地質地段給井巷開拓系統工程施工帶來的難度及后期綜合治理帶來的高額費用。