‘壹’ 金寨沙坪沟钼矿区
(一)矿区应用概况
金寨沙坪沟钼矿区位于安徽省金寨县西南部,处于大别山腹地,属中低山区。矿体呈筒状分布于二长花岗岩和石英正长岩中,赋存标高112～-800m,向深部延深未完全控制。含矿岩体呈岩株状产出,平面形态近似椭圆形,面积约0.5～1km2。初步查明主矿体东西长491m,南北宽600m,揭露最大厚度960m(未揭穿),最小厚度300m,钼金属资源量达230万t,为一大型斑岩型钼矿矿床。
选择在该矿区ZK61和ZK02两个钻孔应用钻孔摄像技术,以查明矿区内主要岩层的产状、倾角等,为进一步详细调查提供可靠依据。试验钻机及钻孔具体位置如图9-27所示。
钻孔ZK61在深度512.16～1035.59m处见厚度523.43m的钼矿矿体;钻孔ZK02在深度235.88m处见工业矿体。通过统计分析钻孔摄像系统提供的钻孔摄像图片结构面信息(包括原生结构面以及构造结构面)并与钻孔取心照片对比(图9-28),表明钻孔摄像系统得出的结果与钻孔取心情况吻合。
图9-27 金寨沙坪沟钼矿区试验钻孔布置地形图和试验机台现场图
图9-28 金寨沙坪沟钼矿区钻孔摄像模拟矿心与实际矿心对比
(a)模拟矿心;(b)实际矿心
(二)ZK61孔的测试结果与分析
ZK61号钻孔孔深1201.9m,采用探头直径为72mm,实际探测深度0～880m,由于孔壁套管的影响,详细统计及分析深度为104～880m。在总长776m的统计段内数字全景摄像系统共发现925个结构面,其中包括原生结构面(流纹)以及构造结构面(裂隙)。具体进行了以下分析:
1)全孔结构面优势产状分析;
2)矿体内外结构面优势产状分析;
3)钻孔内结构面分段优势产状分析;
4)结构面优势倾角范围的划定;
5)划定倾角范围内的结构面优势产状分析。
由上述统计分析可知,全孔结构面的倾向以南偏东为主;矿体外部和矿体内部的结构面产状信息基本一致;优势结构面的倾向随深度的变化不大;划定倾角范围得出的结构面优势产状与整个钻孔的优势产状保持一致。
从图9-29可以清楚地看出,通过对划定倾角范围的结构面统计分析结构面的优势产状更为明显,其随深度的变化更为平稳,说明该方法是可取的。
通过ZK61孔钻孔摄像资料的统计整理分析可得出如下结论:该钻孔区域范围内的优势结构面产状以南偏东方向为主,倾角以65°～75°范围内的结构面所占的比重最大,矿脉的延伸方向可以参照该优势产状进行分析。
图9-29 全孔结构面与划定倾角范围结构面统计结果对比情况
(三)ZK02号孔的测试结果与分析
ZK02号孔深1190.8m,实际探测深度0～725m,采用探头直径48mm,详细统计及分析深度为50～671m。在总长621m的详细统计段中,完成了三次探测逐次统计。数字全景摄像在50～150m段共发现94个结构面,150～350m段发现159个结构面,320～671m段发现333个结构面,其中包括原生结构面(纹路)以及构造结构面(裂隙)。以与ZK61号孔类似的统计分析方法得出结论:该钻孔区域范围内的优势结构面产状以南偏东方向为主,倾角为70°～80°范围内的结构面所占的比重最大,矿脉的延伸方向可以参照该优势产状进行分析。
‘贰’ 结构面统计特征
岩体结构面的几何特征含有一定的随机性，服从统计规律，只有对足够的实测资料进行统计找出规律，才能取得用于岩体稳定性评价的代表性特征和指标。结构面基本上可以分为两类，对于控制性结构面（A类）方位比较明确，分布相对比较稳定，一般都列为专门研究对象，这类结构面不具有随机性；C类结构面为一些微裂隙，它的力学效应已经反映在岩块和大型试件试验中；B类结构面是现场调研需做统计分析的对象，也即岩体中可目测的裂隙系统。
结构面的几何特征参数，即为通常所指的某组结构面的产状、迹长和间距，这些是最重要的参数，它们确定了岩体被切割的特征。其研究方法概括起来是采用野外现场实测数据的统计分析，并应用概率统计理论知识，划分结构面组数，确定每组结构面的主要几何特征参数的数学计算表达式，从而建立结构面网络几何特性概率模型。从大量的研究成果来看，表征结构面统计特征的上述几何特征参数多数服从以下四种分布：均匀分布、负指数分布、正态分布和对数正态分布。
一般认为结构面的产状中倾角和倾向是相互独立的两个变量，其服从正态分布。表2.4为国外学者关于结构面迹长和间距分布形式的研究成果［54］。
表2.4 结构面间距和迹长分布形式