滨海矿区地应力与岩石力学参数随埋深的变化规律及其相互关系

摘要

三山岛金矿西岭矿区是我国首个进行滨海开采的金属矿区,研究埋深对该区域地应力和岩石力学性质的影响,对于滨海岩石工程开挖设计及灾害防控具有重要意义.通过对该矿区3个地质钻孔ZK88-21、ZK88-14和ZK94-2的不同埋深岩芯进行取样,获取埋深300～1900 m范围内的岩石标准试样.采用MTS815和声发射系统测试不同埋深岩石的力学参数与不同方向的声发射Kaiser效应点,进而获得不同埋深岩石的力学参数和地应力特征.以此为基础,分析滨海矿区不同埋深地应力、岩石力学参数及其之间的相互关系.结果表明:随着埋深的增加,滨海矿区岩石力学参数、自重应力、垂直应力、最大水平应力和最小水平应力均呈近似对数函数趋势增加,垂直应力的增幅逐渐小于自重应力.岩石力学参数与地应力大致呈对数关系,最大水平应力对岩石力学参数的影响大于最小主应力.埋深对岩石抗拉强度的影响大于其对抗压强度的影响.