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新疆有色金属

阿舍勒铜矿地应力测试

刘洋树
（新疆阿舍勒铜业股份有限公司哈巴河８３６７００）

摘要根据套孔应力解除法，应用空心包体应变计对阿舍勒铜矿不同水平进行了地应力测量，测量计算结果表明最大主应力均为
近水平应力，表明阿舍勒矿区一定深度范围是受构造应力控制的，且随深度的增加而增加；测得的最大主应力方向为近东西向和北西向，
且均为压性应力，与采场长轴方向基本一致，有利于采场的稳定，重力应力为第二主应力，表明采场的稳定性主要受到重力应力的影响。
关键词阿舍勒铜矿地应力套孔应力解除法岩爆

地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然象发生、露天矿边坡失稳滑动，矿井生产不能正常
应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。进行，并经常引起严重事故，造成人员伤亡和财产
地应力包括由上覆岩体重力所引起的，以及与构造重大损失【“。
运动有关的两部分。由重力引起的应力，一般认为通过矿区应力测量，了解矿区的地应力作用方
在上覆岩体长期作用下，介质的力学性质发生变式，通过应力分析，可以在以下几个方面为矿山设
化，使重力所引起的应力差逐渐消失，即岩体的三计或生产提供依据：巷道及采场布置方位的选择、
向应力大小相等，只与岩体所处的位置（与地表的巷道及采场断面几何形状和合理支护的选择、开采
距离）和平均容重有关，这种应力称为静岩应力状顺序的选择和对采用胶结充填的矿区充填材料的选
态，或称标准应力状态。在地应力中，偏离静岩应择。
力状态的那部分应力称为构造应力，是由过去构造根据相关资料，阿舍勒铜矿区不属于地震最强
运动所产生而遗留下来的。地应力是引起采矿、水带，但属地壳不稳定区。调查表明，在阿勒泰地区
利水电、土木建筑、铁道、公路、军事和其他各种除了上世纪８０年代在富蕴县的喀拉通克铜镍矿做过
地下或露天岩石开挖工程变形和破坏的根本作用地应力测量工作外，并无其他地应力实测工作。
力，是确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分《新疆阿舍勒铜矿初步设计书》建议在适当的时候
析，实现岩石工程开挖设计和决策科学化的必要前开展矿区的地应力测试工作。目前，矿山的开采已
提条件㈣。经进入深部，岩体断裂、节理、裂隙较为发育，围
地应力测量的主要任务是测量出地应力量值和岩碎胀蠕变明显，而且下部采场全部采用了大直径
方向，目的是研究确定地应力的活动方式、活动强深孔空场嗣后充填法（ｖｃＲ法），受深部应力和爆破
度与分布、主应力方向、随深度变化特征等，用来的影响，采动影响剧烈，岩体变形破坏进一步加
解决采矿工程、地下建筑、工程地质、大地构造和剧，巷道和采场稳定性控制问题更加突出。为对影
其它一些领域内的一系列岩石力学问题，用来进行响阿舍勒铜矿采场稳定性的岩石力学问题进行全面
大型工程稳定性评价和工程合理设计施工。在矿山的研究，需要在矿井不同水平进行地应力的测试工
工程中，地应力（主要是水平主应力）是引起采矿工作，目的是分析地应力对采场稳定性和采场结构的
程围岩和支护的变形与破坏、产生矿井动力现象影响程度。
（煤和瓦斯突出、矿震、冲击地压等）的根本作用力。１地应力测量原理和测试设备
当采矿活动在小范围内或地表浅部进行时，地应力
对采矿工程正常作业影响不大。随着采矿规模不断１。１测量设备
扩大和不断向深部发展，地应力的影响将越加严ＰＣ机１台、ＹＪｚ一１６型智能静态电阻应变仪１
重。不考虑地应力的影响进行设计和施工、生产，台、ＫＸ一８１型空心包体应力计传感器４只、由定向
往往造成地下巷道和采场的坍塌破坏、矿井动力现器组成的接送棒１套等。
刘洋树：阿舍勒铜矿地应力测试增刊２

１．２测量原理２．２测试步骤
测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩体及（１）采用Ｚ４６２１０型全液压工程地质钻机打孔，
其周围区域的未受扰动的三维应力状态，这种测量打孔地点为上述选定的位置。在每个钻孑Ｌ钻进中最
通常是通过一点一点的量测来完成的。岩体中一点后一米钻取岩芯，岩芯长度＞２０ｃｍ的采取２～３件。
的三维应力状态可由选定坐标系中的６个应力分量在实验室将采取的岩芯经切、钻、磨加工成５０Ｘ
来表示。这个坐标系可以根据需要和方便任意选１００ｒｎｎ３规则试件３～５件，用于测试岩石的弹性模
择，但一般选取地球坐标系作为测量坐标系，由６量和泊松比。钻孔扩孔到位并达到孔深设计位置时，
个应力分量可以求得该点３个主应力的大小和方然后打一园锥形喇叭孔，以便导向。再打孔径ｄ为
向，这是唯一的。在实际测量中，每一测点所涉及３６ｎ＇ｌｌＴｌ测量钻孔，测量孔长３６０ｍｍ。测量孔打好
的岩石可能从几立方厘米到几千立方米，这取决于后，用水冲洗干净，再用压风风干后安装应力计。
采用何种测量方法。由于地应力状态的复杂性和多然后用罗盘测量钻孔的倾角ＯＬ和方位角０并记录
变性，要比较准确地测定某一地区的地应力，就必下钻孔的倾角和方位角，