岩石结构面调查与分析

李东伟

摘要：矿体及其围岩的稳定性、破坏模式和破坏程度，通常受到节理裂隙发育的方位、数量、大小以及形态的影响，节理裂隙形成时的构造应力场和构造运动方式可以通过节理裂隙进行推断，为区域构造应力场及构造体系的力学分析提供基础资料。通过现场结构面调查，分析得知矿区的节理裂隙较为发育,结构面间距范围在10~20cm，开度值范围在3~7mm，且随着深度的增加，开度值增大，填充物为少量夹泥。

关键词：节理裂隙，构造断裂，结构面调查

中图分类号： TU3 文献标识码： A

北洺河铁矿位于河北省武安市上团城村东北约1km处的北洺河河床下。东距邯郸市39km，东南距武安市8km。其地理坐标为：东经110°07′30″，北纬36°45′00″。节理裂隙的调查研究，对矿业开采起着重要的作用，新世纪、新形势下，矿业企业仍是推动我国经济发展和工业化建设的重要力量[1-2]。

一、调查方法

节理裂隙是岩体在应力作用下形成的结构面，是构造断裂的一种，没有位移或位移极小，虽然延长不远，纵深发展不大，但数目很多，同时，节理裂隙作为一种构造行迹，可以反映出本区主要构造的轮廓与构造运动的特点 [3]。节理裂隙大都与构造应力保持着一定的内在联系，由此可见，节理裂隙的调查、结构分析是非常有价值的工作，成为本次工程地质调查的主要内容之一。本次调查采用的方法为窗口法，即在进路的某一区域进行结构面调查，调查的范围大于10m2。

二、现场调查

岩体是地质体，它经历过多次反复地地质作用，经受过变形，遭受过破坏，形成一定的岩石成分和结构，赋存于一定的地质环境中。结构面作为岩体结构单元之一，其性状特征，可能是控制岩体变形、强度和渗透性的最主要因素。本次结构面调查涉及-125m水平和-140m水平，调查结果如表1和表2所示。测点选择在各水平地压显现明显，结构面露头较好的区域，采集结构的内容包括：岩性、间距、产状、开度、粗糙度（JRC）、充填物、渗透性。

表1 -125m水平结构面性状

间距（cm） JRC(mm) 开度(mm) 充填物 渗透性 岩性

10~20 1~2 3~4 泥质 渗水 磁铁矿

产状（倾向°∠倾角°）

281∠87 148∠55 20∠75 167∠85 230∠45 168∠85

118∠65 125∠42 17∠82 155∠79 156∠82 172∠88

145∠55 335∠85 342∠82 352∠71 351∠78 191∠74

10∠88 168∠85 294∠88 171∠74 221∠81 225∠75

251∠75 30∠70 344∠68 141∠79 325∠88 302∠85

155∠80 288∠58 145∠80 88∠87 144∠86 270∠79

279∠80 315∠58 330∠88 340∠89 333∠74 59∠45

203∠74 225∠76 137∠50

表2-140m水平结构面性状

间距（cm） JRC(mm) 开度(mm) 充填物 渗透性 岩性

10~15 1~2 3~7 泥质 渗水 磁铁矿

产状（倾向°∠倾角°）

156∠87 173∠71 243∠80 125∠87 335∠85 341∠82

168∠75 184∠76 175∠75 279∠55 125∠85 195∠83

115∠60 233∠60 213∠68 168∠83 233∠79 20∠78

275∠85 175∠70 288∠74 271∠86 262∠69 270∠71

231∠78 265∠64 144∠54 250∠78 266∠59 261∠56

100∠83 259∠78 256∠85 281∠78 278∠82 235∠69

311∠86 266∠72 42∠78

图1-125m水平结构面极点-等密图

图2-140m水平结构面极点-等密

三、分析与小结

产状是结构面一重要参数，它使岩体的力学性质具有方面，在一定程度上控制着岩体破坏的方式。本次采用结构面极点图与等密图来分析井下结构面产状特征，投影方式采用下半球等角度投影，分布方式为Fisher分布。图1和图2分别给出-125m水平和-140m水平实测结构面产状分布状况，-125m水平有两组结构面相对发育，第一组其倾向为NW335°，另一组为SE156°，两组主要结构面走向与进路走向相交，角度约为30°；-140m水平实测结构其倾向主要集中在SW265°。结构面间距范围在10~20cm，由于JRC值小于5时定义为平坦近平滑结构面，本次测量JRC值在1~2，因此整体为平坦近平滑结构面，开度范围在3~7mm，填充物为泥质，渗透性为渗水，分析得知矿区的节理裂隙较为发育。

参考文献

夏农．论如何实现我国矿业可持续发展[J].中国矿业，2003，12（1）：1~3.

张宏，李仲学，邹宏君．论可持续发展的煤炭消费观[J].中国煤炭，2004，30（10）：28~30.

蔡美峰．岩石力学与工程[M]．科学出版社。