焦家金矿寺庄矿区岩石力学试验研究

摘要：随着焦家金矿寺庄矿区矿床开采深度的增加，矿岩的破碎程度也越来越严重，矿岩的稳固性越来越差，为确保采场安全，对寺庄矿区矿岩力学性质进行岩石的物理性质试验、岩石抗压强度、岩石剪切强度、岩石抗拉强度的测试分析，为矿山采场结构参数的优化奠定基础。

关键词：寺庄矿区；岩石力学；测试分析；矿床开采；采场结构参数

中图分类号：TD863 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）06-0091-03

寺庄矿区是山东黄金矿业股份有限公司焦家金矿的分矿山，生产能力近1500t/d，为山东黄金的发展做出了重要贡献。目前，随着矿床开采深度的增加，矿体所受的地应力越来越大，矿岩的破碎程度也越来越严重，矿岩的稳固性越来越差，冒顶片帮现象越来越多，甚至出现岩爆现象。因此，为确保采场安全，提高矿山经济效应和安全效应，对寺庄矿区矿岩物理力学性质进行测试分析，为矿山采场结构参数的优化奠定基础。

1 岩石取样地点及矿岩性质

岩石物理力学实验的目的是为山东黄金矿业股份有限公司焦家金矿寺庄矿区-220m以上7-2号矿体的回采提供依据，分别对上盘、下盘和矿体进行取样。将取好的岩样进行试件的加工，加工试件的尺寸均严格按照岩石物理力学试验国家标准进行，将加工好的试件，抗压强度试验和劈裂试验均按照GB/T 50266-99规范进行试验，剪切试验按MT48-87规范进行试验。在矿区选取具有代表性的块石样，上盘：黄铁绢英岩化碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩；矿体：黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩；下盘：黄铁绢英岩化花岗岩、绢英岩化花岗质碎裂岩。

2 岩石力学试验

单轴抗压试验和抗剪试验采用SANS微机控制电液伺服万能试验机，最大载荷为2000kN；劈裂试验采用上海华龙测试仪器有限公司生产的微机控制全自动压力试验机，最大载荷为200kN。岩石抗压、剪切、劈裂试验见图1至图3，图4至图6为上盘、矿体、下盘岩样单轴压缩试验应力-应变曲线，测试后的岩石力学参数见表1。

3 结语

（1）岩石试验的物理性质：上盘密度2.726t/m3，矿体密度2.769t/m3，下盘密度2.688t/m3。

（2）抗压强度试验：上盘硬度较小，节理裂隙发育，在抗压试验过程中大多数都完全破碎，且中间含泥质充填物。试件单轴抗压强度为39.73MPa，弹性模量为8.94GPa。矿体硬度较大，节理裂隙不发育。单轴抗压强度为49.1MPa，弹性模量为6.14Gpa。下盘强度大，岩样断面为45°角；单轴抗压强度50.2MPa，弹性模量为4.65GPa。

（3）剪切强度试验：上盘内摩擦角为34.38°，粘结力为18.42。矿体内摩擦角为38.38°，粘结力为21.69。下盘内摩擦角为35.9°，粘结力为37.09。

（4）抗拉强度试验：上盘抗拉强度为3.7MPa，在试验过程中，上盘岩样断裂不是很明显，节理裂隙较发育，一般沿节理面破坏。矿体抗拉强度为8.32MPa，在试验中，发生脆性破坏，且断裂面比较平整。下盘抗拉强度为9.64MPa，在试验过程中，发生脆性破坏，且断裂面比较

平整。

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作者简介：孙成佳（1966-），男，山东青岛人，山东黄金矿业（莱州）股份有限公司焦家金矿助理工程师，研究方向：矿山工程设计。