李跃武

摘  要：地质岩体的稳定性对于开采指标的确定起重要作用，因此采用科学合理的地质方法，结合具体矿区的地质条件和矿体赋存条件对地质岩体进行标准划分，从而有效指导实际采矿活动，选取合理的支护方式，进一步确保开采的安全，具有非常重要的意义。该文从地质理论出发，采用科学标准的方法，对地质岩体进行了统一划分，并应用到实际生产中去，达到了良好的效果，同时也为同类矿山起到了借鉴作用。

关键词：地质岩体 划分标准 支护方式 采矿安全

Abstract： The stability of geological rock mass plays an important role in the determination of mining indicators. Therefore， it is very significant to adopt scientific and reasonable geological methods to divide the geological rock mass according to the geological conditions of specific mining areas and the occurrence conditions of ore bodies， so as to effectively guide the actual mining activities， select reasonable support methods and further ensure the safety of mining. Based on the geological theory， this paper uses the scientific standard method to divide the geological rock mass， and applies it to the actual production， which has achieved good results， and also plays a reference role for similar mines.

Key Words： Geological rock mass; Division criteria; Support mode; Mining safety

近年來，矿山安全生产已成为本行业最令人关注的事情，尤其顶板安全的事故较容易发生。因此如何科学合理地划分地质岩体，从而确定不同的采矿和顶板支护和管理方法最有非常现实的意义，对每一个井下矿山来讲有了完备的地质资料才能确定科学如何找到一个科学合的采矿方法和设计，才能在采矿活动中确保安全生产同时也能达到有效控制成本的目的，合理的地质岩体划分标准指导采矿生产是将来一个工作思路。

1中钢集团苍山铁矿概况

苍山小闫庄铁矿现属于中钢集团山东矿业有限公司设计开采范围为苍峄铁矿小闫庄矿段开采标高：开采标高+125 m至-350 m。设计开采规模：矿山设计生产规模为年产铁矿石原矿200万吨/年，-140 m以上为一期开采，现在-140 m以下正在二期开拓工程施工[1]。

采矿方法：

（1）地表没有建筑物的矿段，采用空场法嗣后充填采空区防止地表塌陷。

矿体倾角大于45°～50°：分段空场（阶段出矿）嗣后尾砂充填采矿方法。

矿体倾角为25°～45°：分段空场法（分段出矿）开采嗣后尾砂充填采矿方法。

矿体倾角0°～25°的缓倾斜中厚矿体：房柱法开采嗣后尾砂充填采矿方法。

（2）地表有建筑物需要保护的矿段，采用上向分层充填采矿法;村庄、国道下的矿体：上向分层充填采矿方法。

2地质岩体划分标准确定的依据

2.1区域地质

该区位于华北板块（Ⅰ）鲁西隆起区（Ⅱ）鲁中隆起（Ⅲ）尼山-平邑断隆（Ⅳ）之尼山凸起（Ⅴ）南缘，尼山凸起（Ⅴ）与峄城凸起（Ⅴ）的交汇部位。区内地层由老至新主要有新太古代泰山岩群山草峪组，新元古代青白口系、南华系，古生代寒武系、奥陶系、及新生代第四系等。区内构造较为发育，基底发育NWW向地槽型线状紧密褶皱，构成白彦背斜南翼。自北向南依次发育太白向斜、石闫背斜、辛庄向斜、后大窑背斜。断裂构造多为枣庄断裂及梅花山断裂的派生构造，按其走向可分为NWW、NNE、NEE向三组，规模不等，多为高角度正断层。区内岩浆岩不甚发育，主要为新太古代泰山期角闪闪长岩、片麻状花岗岩和中生代燕山期煌斑岩、正长岩、花岗岩等[2]。

2.2矿区构造

从构造型式上可分为基底褶皱构造与断裂构造，对矿体产生不同程度的影响。区内盖层呈近水平的单斜层，地层走向340°～30°，倾向NE-SE，倾角10°左右（局部可达20°）。断面附近，岩层倾角变化较大，倾角可达30°以上。由于近南北及北东向断裂影响，造成地层多次重复[3]。

2.2.1基底褶皱构造

泰山岩群变质岩形成地槽型线状紧密褶皱，为尼山—白彦背斜的南翼第二级构造。自北向南依次发育太白向斜、石闫背斜等。其中，石闫背斜控制了小闫庄铁矿的展布及形态。

（1）太白向斜：展布于太平村-白水牛石一带，向东为盖层覆盖，长度>12 km。矿区内出露长度4 500 m，轴面产状倾向北，倾角80°，为一向北斜歪褶皱。两翼倾角北陡、南缓，北翼倾角65°～80°，南翼倾角33°～52°。矿体在向斜底标高为-153～-625 m。核部由第一含矿带与第二含矿带间的黑云母长英变粒岩组成。近轴部发育更次一级的褶皱，轴向与片理一致，倾角20°～60°以上，轴面间距0.5～2m。在向斜北翼第一矿带出露地表，构成走马岭矿段。

（2）石闫背斜：位于太白向斜之南，向东为盖层所覆盖，向西经石门、小闫庄，并可能继续向西延伸，长度达12 km以上，为一平缓大致对称的褶皱，两翼倾角33°～52°。第一矿带在石闫背斜中埋藏地下，由于F18和其伴生断层F18—1及F4的影响，②号矿体底板在背斜顶之标高于52～56线间、40～42线间相差很大，其他各线上的高差变化不大，显示了背斜枢纽自东向西平缓倾伏，倾伏角约3°～4°。在52线背斜顶之标高，比F5以东地段之假想标高低359.8 m。

2.2.2断裂构造

矿区内断裂构造较为发育，多为枣庄及梅花山断裂（Ⅰ）的派生构造。断层按走向可分为北北东向、北东向二组，多为高角度正断层，倾向北西或南东，倾角多在60°～83°之间，按其规模可分为Ⅱ、Ⅲ级，属于Ⅱ级断层自东向西有东石门断层（F5）及黄山断层（F4），为横切矿体的主要断层。属于Ⅲ级断层有簸箕山断层（F3），西石门断层等[4]。

2.3矿体围岩和夹石

2.3.1矿体围岩

矿体赋存于泰山岩群山草峪组变质地层中，矿体顶底板围岩主要为黑云变粒岩和黑云角闪片岩，少量含磁铁黑云角闪片岩、磁铁角闪石英岩等。

黑云变粒岩：呈深灰色，风化岩石呈浅灰—灰白色，细粒他形—半自形粒状变晶结构、鳞片变晶结构，块状构造、片麻状构造。主要矿物成分为石英20～33%、斜长石30～50%、黑云母18～25%，另外含少量白云母、榍石、绿帘石、磷灰石，偶见黄铁矿。

黑云角闪片岩：纤维变晶结构或花岗变晶结构，片状构造。矿物成分为普通角闪石、透闪石、阳起石以及黑云母。角闪石含量约60%～70%，黑云母含量约20%～30%，偶见有石英及钠闪石、石榴子石等[5]。

2.3.2矿体夹石

本礦床矿体内夹石多呈透镜状，顺矿体产出，沿走向或倾向连续性较差。岩性为含磁铁黑云角闪片岩、黑云角闪片岩和黑云变粒岩等。黑云角闪片岩和黑云变粒岩品位较低， mFe含量0.54～14.92%。含磁铁黑云角闪片岩mFe含量1.86～10.11%。夹石赋存标高主要在-20 m～-350 m之间，主要分布在②号矿体，夹石厚度在1.3～5.05 m。

3地质岩体划分类标准确定结果（见表1）

4地质岩体分类划分标准的实际应用效果

从上表可以看出，把该矿山地质岩体分成了五类：极稳定、较稳定、中等稳定、较不稳定和不稳定，对应了五类巷道支护方式：可不支护、可不支护或局部进行支护（木材、混凝土预制棚子）、混凝土、锚杆、喷混凝土等支护、钢筋混凝土，金属网喷锚。这样的分类研究对矿山实际开采有非常实用的价值，尤其是对主要的浅孔留矿嗣后充填的采矿方法，对于开采过程中的顶板分级管理和现场支护方案的选择有很好的指导意义，为采场的开采设计提供了准确的地质资料。既保证了开采过程的顶板安全，又保证了矿产资源的回收利用。该矿山地质岩体分类从2012年开始在矿山试行，经过5年的时间试运行，对矿山实际开采活动提供了有实际价值的可操作的理念指导意义，同时矿山的安全生产及采矿成本的有效控制 ，至2017年正式下发运行，并已经推广到中钢集团内部同类矿山，现又运行了几年时间，也同样达到了相同的效果，此方法简单，对井下矿山生产都有很好的借鉴意义，也能够推广到国内同类矿山[6]。

参考文献

[1]庄庆祥，郑霜高，姜兆钧，等.浅析中国深部高温岩体地震地质异常响应[J].能源与环境，2020（6）：11-14.

[2]李瀚林，陈晓青.基于极限平衡法和强度折减法的边坡稳定性研究[J].露天采矿技术. 2020，35（6）：26-29.

[3]陈薇，樊玉朋，王光.冀北锥子山花岗质岩体岩石成因及地质意义[J].河北地质大学学报，2020，43（6）：22-29.

[4]孟凡波，邓昌州，冯雨周，等.大兴安岭北段晚中生代斑岩铜钼矿床成矿岩体黑云母地球化学特征及地质意义[J].矿物岩石地球化学通报，2021，40（4）：914-924.

[5]沈立军，朱裕振，高志军.山东齐河-禹城富铁矿区李屯岩体地质特征初探[J]，山东国土资源，2020，36（2）：23-29.

[6]王亚强，张海涛，王晓东，等.大型露天矿岩体工程地质分区及边坡稳定性评价[J].采矿技术，2021，21（4）：71-75.