山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析.pdf

引用格式：柳禄湧，李凯舟，王能伟，等，2023.山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析 J.地质力学学报，29（3）：417429.DOI：10.12090/j.issn.1006-6616.20232910Citation:LIULY，LIKZ，WANGNW，etal.，2023.In-situstresscharacteristicsandrockbursttendencyofsurroundingrocksintheShuiwangzhuanggolddeposit,Zhaoyuan,ShandongprovinceJ.JournalofGeomechanics，29（3）：417429.DOI：10.12090/j.issn.1006-6616.20232910山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析柳禄湧1，李凯舟1，王能伟1，杨志杰1，杨冬铭2，孙尧3LIULuyong1，LIKaizhou1，WANGNengwei1，YANGZhijie1，YANGDongming2，SUNYao31.山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队，山东威海264209；2.山东省国土空间生态修复中心，山东济南250014；3.中国地质科学院地质力学研究所，北京1000811.The Sixth Geological Team of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Weihai 264209,Shandong,China;2.Shandong Provincial Territorial Spatial Ecelogical Center,Jinan 250014,Shandong,China;3.Institute of Geomechanics,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,ChinaIn-situ stress characteristics and rockburst tendency of surrounding rocks in the Shuiwangzhuanggold deposit,Zhaoyuan,Shandong provinceAbstract:We carried out hydraulic fracturing in-situ stress measurements in an 1881-m deep borehole at theShuiwangzhuanggolddepositandobtainedthevariationlawofdeepin-situstresswithdepthintheminingarea.Themeasurementresultsshowthatthemaximumprincipalstresshasanincreasinglineartrendwithdepth.Thehorizontalstressdominatesthein-situstressstatewithin800m,andtheverticalstressgraduallytransitionstothemaximumprincipalstresswithincreasingdepth.Themaximumhorizontalprincipalstressrangesfrom11.22to45.69MPa,theminimumhorizontalprincipalstressfrom7.28to36.17MPa,andtheverticalprincipalstressfrom8.44to48.27MPa;ThedirectionofthemaximumhorizontalprincipalstressisNWW-trending.Weanalyzedthecharacteristicsofthedeeporebodysin-situstressaccordingtothestressvalueandthedirectionofthemaximumhorizontalprincipalstress,whichrevealsthatthedeepin-situstressoftheShuiwangzhuangminingareabelongstothegenerallylowlevelintheZhaoyuanLaizhouarea.Wediscussedthetendencyofrockburstintheundergroundroadwayduringdeepexcavationunderahighconfiningpressureenvironmentbasedonrockmechanicsparametersofdrillcores,engineeringrockgradingstandards,andelasticstrainenergytheoryofrockbodies.TheShuiwangzhuanggoldorebodiesgenerallybelongtotherockburst-freestrataorstratawithweakrockbursts.However,thereisastrongrockbursttendencyatdepthssuchas1102.78mand1379.40m.Thegoldorebodyisatadepthof1680.401684.90m,generallyintherockburst-freearea.Theaboveresearchresultscanprovideanessentialscientificbasisfordeepmineconstructionandminingdesign.Keywords:Shuiwangzhuang gold deposit；hydraulic fracturing in deep borehole；in-situ stress measurement；characteristicsofdeepin-situstress；rockbursttendency摘 要：通过山东省招远市水旺庄金矿 1881.08m 深孔水压致裂原地应力测量，获取了矿区深部地应力特基金项目：山东省地矿局 2019 年科技创新项目（KY201916）；山东省地矿局 2022 年科技攻关项目（KY202208）Thisresearchisfinanciallysupportedbythe2019ScienceandTechnologyInnovationProjectofShandongBureauofGeologyandMineralResources(GrantKY201916)andthe2022KeyScienceandTechnologyProjectofShandongBureauofGeologyandMineralResources(GrantKY202208).第一作者：柳禄湧（1989），男，工程师，主要从事矿区开采技术条件、区域水工环地质等调查和研究工作。E-mail：通讯作者：李凯舟（1988），男，工程师，主要从事水工环地质、地热勘查、海洋地质等基础地质调查工作。E-mail：收稿日期：20230310；修回日期：20230423；责任编辑：范二平第29卷第3期地质力学学报Vol.29No.32023年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJun.2023征及其随深度的变化规律。结果表明：该矿区最大主应力随深度增加具有呈线性增大趋势，800.00m 以浅原位地应力状态以水平应力为主，随深度增加铅直主应力逐渐过渡为最大主应力；其中，最大水平主应力为 11.2245.69MPa，最小水平主应力为 7.2836.17MPa，铅直主应力为 8.4448.27MPa，最大水平主应力方向为北西西向。根据该矿区应力量值及其最大水平主应力方向，分析了深部矿体地应力特征，水旺庄矿区深部地应力在招远莱州地区属于一般偏低水平。结合钻孔岩芯岩石力学参数，基于工程岩体分级标准及岩石块体弹性应变能理论，对高围压环境下深部矿体开挖过程中，地下巷道发生岩爆的倾向性进行了分析讨论，水旺庄金矿总体属于无岩爆或弱岩爆的地层，但局部如 1102.78m、1379.40m 深度存在强烈岩爆倾向性，金矿矿体所处的 1680.401684.90m 深度大体位于无岩爆区域。上述研究成果可为深部矿山建设与开采设计提供重要的科学依据。关键词：水旺庄金矿；深孔水压致裂法；原位地应力测量；深部地应力特征；岩爆倾向性中图分类号：P315.72+7；P634.1文献标识码：A文章编号：10066616（2023）03041713DOI：10.12090/j.issn.1006-6616.202329100引言地应力是指地层中未受到人为活动扰动的天然应力，主要由区域构造应力、上覆岩层的重力及其产生的侧向压力、孔隙压力和热应力等组成（李四光，1976；王连捷等，1991；蔡美峰，1995；刘建等，2021），是引起地下工程变形、破坏的根本作用力（于学馥等，1983；蔡美峰，2001；何满潮等，2005）。随着经济发展对矿产资源需求的提升，矿井开采深度不断增加，深部矿山高地应力环境对巷道的稳定性影响越来越明显，矿山深部巷道和工作面的高应力环境易引起硬岩岩爆、软岩大变形、冲击地压和位移等工程灾害，严重影响着矿山开采的安全。因此，通过地应力测量，准确掌握矿区及施工中段地应力特征，对地下采矿工程设计、施工及安全生产有着重要的指导意义。目前主流的地应力测量方法 有 水 压 致 裂 法（Haimson and Fairhurst,1967；HaimsonandCornet,2003；彭华等，2011；陈群策等，2019）、套芯应力解除法（Leeman，1971；乔兰和蔡美峰，1995；蔡 美 峰 等，2013）、岩 芯 滞 弹 性 恢 复 法（Tofel，1985；杨 跃 辉 等，2019；孙 东 生 等，2020）等。而岩爆预测极为复杂，目前岩爆判定主要从岩体强度、刚度、稳定、断裂、损伤、突变、分形和能量等方面提出多种假设和判据（费鸿禄等，1995；彭祝等，1996；谢和平等，2005a；张镜剑和傅冰骏，2008；何满潮等，2018）。随着中国“找矿突破战略行动”的实施，胶东深部金矿累计探明金的资源量已超 5000t，其中水旺庄金矿床为近年来招平成矿带北段探明的一处特大型金矿床，累计探明金资源量超过 180t（李士先等，2007；鲍中义等，2014；刘国栋等，2017，2019；刘向东等，2022）。由于现今胶东金矿开采深度大，开采中段可能存在高地应力引发岩爆或软岩大变形的风险，有必要对工程区进行原位地应力测量，结合岩石力学参数来分析深部开采区围岩岩爆风险，为水旺庄金矿深部矿井设计、开挖和巷道支护提供重要科学依据。1区域地质概况水旺庄矿区位于胶东半岛西北部的玲珑矿田内，矿区内沉积地层简单，主要为第四系，多沿河流分布；构造发育，以断裂构造为主，控矿断裂主要为招远平度断裂带北东段的破头青断裂（区内一级控矿断裂）、九曲蒋家断裂及矿区东部出露的栾家河断裂带（图 1）；岩浆岩分布广泛，以新太古代谭格庄序列及中生代燕山早期玲珑序列为主体，派生脉岩亦较为发育，岩性主要为奥长花岗岩与绢石英化花岗岩。水旺庄金矿矿体位于矿区埋深 1600m 以下的黄铁绢石英化花岗岩岩层（图 2）。2水压致裂地应力测量 2.1水压致裂地应力测量特点水压致裂原地应力测量是 20 世纪 70 年代发展起来的能够测量地壳深部二维应力可靠而有效的方法，也是 1987 年国际岩石力学学会（ISRM）试验方法委员会颁布的确定岩石应力建议方法中所推荐的方法之一（彭华等，2006，2011）。该方法是以弹性力学理论为基础，以实际测量地点为依托，并基418地质力学学报https:/2023于 3 个理论假设为前提的二维地应力测量方法（王连捷等，1996）。这 3 个假设分别为岩石是线弹性并且各向同性；岩石完整且压裂液体对岩石非渗透；岩层内 3 个正交的主应力中有 1 个主应力（一般是铅直应力）方向和孔轴平行。该方法可在测量过程中直接通过压力监测曲线读取最小水平主应力及岩石原位抗拉强度，无需知道岩石力学参数就可直接获得地层中现今地应力的多种参数。2.2测段选取与压裂过程水旺庄矿区地应力测点位于招远市吕家村，测1第四纪沉积物 2新太古代 TTG 和胶东岩群 3早白垩世郭家岭型花岗岩 4晚侏罗世玲珑花岗岩 5晚侏罗世栾家河花岗岩6闪长玢岩脉 7闪长岩脉 8含金石英脉 9构造蚀变带 10金矿床 11矿体水平投影1 kmN1234567891 011裂破青断裂带头断裂玲珑九曲蒋家断栾家河断裂带大园金矿欧家夼金矿罗山金矿西山金矿东山金矿大秦家金矿大庄子金矿九曲金矿阜山金矿大开头金矿大磨曲家金矿台上金矿水旺庄金矿东风金矿栾家河金矿1 2AB图1水旺庄金矿周边地质构造简图（刘向东等，2022）Fig.1SimplifiedtectonicmaparoundtheShuiwangzhuanggolddeposit（Liuetal.，2022）o奥长花岗岩二长花岗岩绢英岩化花岗岩黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩矿体及编号钻孔位置及编号实测地质界线6ZKC1-1推测地质界线JSJH050010001500200025003000栾家河断裂破头青断裂九曲蒋家断裂0400 m-1A6ZKC1BSJHJoSJH阜山东风矿区李家庄东风矿区李家庄矿区水旺庄矿区深度/m图2水旺庄金矿深部矿体剖面图Fig.2SectionofthedeeporebodyoftheShuiwangzhuanggolddeposit第3期柳禄湧，等：山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析419试钻孔编号为 6ZKC1，钻孔终孔深度为 1881.08m。结合现场地质资料、岩芯状况、岩芯柱状图和测井资料，选择孔壁较为完整的区段，作为地应力压裂测段，文章累计完成了 21 段地应力测试和 2 段印模定向试验。水压致裂试验采用单循环水路测量系统，使用50mm 钻杆作为管路将压裂装置送至各测段处，钻杆单根长度约 4.7m，所有钻杆均对其长度进行精确测量，并通过地表高压试压和保压试验。现场试验过程按照 DB/T142018 原地应力测量水压致裂法 和 套 芯 解 除 法 技 术 规 范 进 行（中 国 地 震 局，2018）。压裂过程中水泵泵量控制不大于 10L/min，加压时管路及封隔器内压力快速上升，当压力上升趋于停止时，表明测段位置岩石已被压裂，随后关泵、保压，持续 1min 后，最后泄压；每个测段均需重复 34 次压裂过程。根据此测试获取的压力时间曲线图（图 3）判断，总体测试效果较为理想，各循环重复测量的规律性较好，特征比较一致，可清楚地分辨出岩石破裂时的特征压力点，由此可较为确信地判定各测段的地应力状态。2.3地应力测量结果采用单切线法、dp/dt、dt/dp 法（丰成君等，2012），平均获取了各个测段的水压破裂面的瞬时闭合压力（Ps），并从压裂曲线读取破裂压力（Pb）、裂缝重张压力（Pr）及测段处岩石原位抗拉强度（T）。根据测得的压力参数及相关公式，得到最大、最小水平主应力（SH、Sh）及铅直主应力（Sv），详见表 1。其中铅直主应力值是根据水压致裂理论，按照上覆岩层的厚度计算得到的，计算中 6ZKC1 钻孔岩石的密度取 2.7g/cm3；岩层的岩石孔隙压力（P0）由测点上方钻孔水柱高度产生的压强计算得出。2.4地应力场分布规律6ZKC1 钻 孔 实 测 最 大 水 平 主 应 力 为 11.2245.69MPa，最小水平主应力为 7.2836.17MPa。各测段的最大水平主应力（SH）和最小水平主应力（Sh）与钻孔深度呈线性回归（图 4），其回归方程和相关系数如下：SH=3.44+0.023D;R2=0.9949（1）Sh=0.41+0.019D;R2=0.9872（2）其中：D钻孔深度（向下为正），m。20151050压力/MPa（a）618.60 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）34:16 34:34 34:51 35:08 35:25 35:43 36:00 36:17 36:35 36:52 37:0920151050压力/MPa（b）1045.50 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）20:2421:0721:5022:3423:1724:0024:4325:26403020100压力/MPa（g）1757.40 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）52:4853:3154:1454:5855:4156:2457:0757:50403020100压力/MPa（h）1824.10 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）49:2650:1050:5351:3652:1953:0253:4654:293020100压力/MPa（c）1196.00 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）05:57 06:14 06:32 06:49 07:06 07:24 07:41 07:58 08:15 08:33 08:503020100压力/MPa（d）1379.50 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）05:4606:2907:1207:5508:3809:223020100压力/MPa（e）1481.00 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）28:3129:0528:4829:23 29:40 29:57 30:14 30:32 30:49 31:06 31:243020100压力/MPa（f）1583.50 m 压裂曲线压裂时间（mm:ss）12:2312:5813:4914:2412:4013:3213:1514:0714:41 14:59图3水旺庄金矿 6ZKC1 钻孔典型测量曲线Fig.3Typicalhydraulicfracturingmeasurementcurvesoftheborehole6ZKC1intheShuiwangzhuanggolddeposit420地质力学学报https:/2023最大水平主应力 SH最小水平主应力 Sh铅直主应力 Sv静水压力 P0SH=3.44+0.023DSh=0.41+0.019D05.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00应力/MPa0200.00400.00600.00800.001000.001200.001400.001600.001800.00深度/m图4水旺庄金矿 6ZKC1 孔主应力值随深度变化特征Fig.4Principalstressvalueswithdepthintheborehole6ZKC1intheShuiwangzhuanggolddeposit表1水压致裂地应力测量结果Table1Resultsofin-situstressmeasurementusinghydraulicfracturing测段深度/m压裂参数/MPa主应力值/MPa破裂方位PbPrPsP0TSHShSv318.8010.484.364.153.126.1211.227.288.44370.008.344.664.423.633.6812.248.059.79430.608.064.834.664.223.2313.388.8811.39470.4010.065.435.044.614.6314.299.6512.45528.6011.275.755.335.185.5215.4310.5113.99618.6016.4310.047.486.066.3918.4713.5416.37702.5013.516.856.296.886.6618.9113.1818.59818.4011.957.576.928.024.3821.2214.9421.65NW66.2931.3015.228.437.619.136.7923.5216.7324.641045.5017.9015.5311.0710.252.3727.9321.3227.661196.0022.1616.5211.9211.725.6430.9523.6431.651286.0029.2323.1115.0912.606.1234.7527.6934.031379.5028.7625.0816.2113.523.6837.0829.7336.501459.0025.3122.0815.0914.303.2337.5029.3938.611481.0025.4520.8214.5914.514.6337.4729.1139.191546.0026.8321.3114.9915.155.5238.8030.1440.911583.2027.8521.4615.1515.526.3939.5130.6741.891652.8025.9219.2614.3616.206.6640.0230.5643.73NW71.51737.5027.1222.7416.1417.034.3842.7033.1745.971757.4031.1724.3816.9217.226.7943.6034.1446.501824.1032.4527.0818.3017.885.3745.6936.1748.27第3期柳禄湧，等：山东招远水旺庄金矿深部地应力特征及其岩爆倾向性分析421由上述地应力测量结果可以看出，研究区应力场浅部主要以水平应力为主导，铅直应力由中间主应力随深度增加逐渐过渡为最大主应力。其中，最大水平主应力（SH）与铅直主应力（Sv）的比值为 0.921.33，平均为 1.03；最大水平主应力（SH）与最小水平主应力（Sh）比值为 1.261.54，平均为 1.36；铅直主应力（Sv）与最小水平应力（Sh）比值为 1.161.47，平均为 1.32。按照水压致裂地应力测量基本原理，水压致裂所产生的破裂面走向就是最大水平主应力方向，通过印模定向，获得 6ZKC1 钻孔 818.40m 及1652.80m 深度破裂面方位分别为 NW66.2、NW71.5（表 1），即测点最大水平主应力方向为北西西向。通过收集相关资料获得招远莱州地区焦家金矿、瑞海金矿、纱岭金矿、三山岛金矿、大尹各庄金矿 5 个 矿 区 8 个 钻 孔 地 应 力 数 据（彭 华 和 孙 尧，2016a，2016b；裴峰，2020；孙尧和彭华，2021；侯奎奎等，2022），形成区域上各个深度水平主应力绝对值分布图（图 5a）和 SH、Sh、Sv之间比值分布图（图 5b），相比较而言，水旺庄金矿 6ZKC1 孔地应力绝对值大小及 SH/Sh、SH/Sv相对比值在整个区域上均属于一般偏低水平。该钻孔岩芯及测井资料显示，钻孔深部破 碎 带 较 多（例 如 1131.401722.82m、1765.691821.93m 多构造破碎带），这是由于矿区原应力场可能不易发生应力聚积所致。3深部矿体岩爆倾向性分析岩爆是指在开挖或其他外界扰动下，地下工程岩体突然发生爆裂、弹射的动力现象，具有很强的突 发 性、随 机 性 和 危 害 性（奥 特 利 普 和 连 志 升，1987；冯夏庭等，2019）。岩爆的外因是岩体开挖引起地下洞室围岩应力重新分布、应力集中造成的局部高地应力；其内因是岩石硬度，一般来讲在高应力作用下的硬岩极易发生岩爆现象，而软岩则具有大变形特征（张广泽等，2022）。水旺庄金矿矿体位于 6ZKC1 孔 1680.401684.90m 之间，地应力测量结 果 显 示，该 位 置 最 大 水 平 主 应 力 值 为 40.0042.00MPa，最小水平主应力值为 31.0033.00MPa，推算铅直主应力值为 44.0045.00MPa，地应力绝对数值较大。因此，需要对深部矿体开采过程中的岩招远-莱州区域 SH招远-莱州区域 Sh水旺庄矿区 SH水旺庄矿区 Sh线性(招远-莱州区域 SH)线性(招远-莱州区域 Sh)010.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00应力值/MPa地应力比值钻孔深度/m0500.001000.001500.002000.002500.00招远-莱州区域 SH/Sh招远-莱州区域 SH/Sv水旺庄矿区 SH/Sh水旺庄矿区 SH/Sv0500.001000.001500.002000.002500.00钻孔深度/m00.501.001.502.002.503.00（a）测区与区域地应力绝对数值分布特征（b）测区与区域地应力主应力比值分布特征图5水旺庄金矿主应力值与招远莱州区域地应力值比较（招远莱州区域地应力数据引自彭华和孙尧，2016a，2016b；裴峰，2020；孙尧和彭华，2021；侯奎奎等，2022）Fig.5ComparisonoftheprincipalstressvaluesbetweentheShuiwangzhuanggolddepositandtheZhaoyuanLaizhouarea(In-situstressdataoftheZhaoyuanLaizhouareaarecitedfromPengandSun,2016a,2016b;Pei,2020;SunandPeng,2021;Houetal.,2022)422地质力学学报https:/2023爆倾向性进行分析评估，并依据评估结果在深部矿体开采巷道等地下工程施工时，投入必要的防护措施。3.1基于工程岩体分级标准的岩爆评价在工程地质中，一般将工程区岩石单轴抗压强度（Rc）与巷道截面内最大主应力（max）的比值 Rc/max作为岩爆判定标准之一（马秀敏等，2006）。根据工程岩体分级标准 GB502182014（中华人民共和国住房和城乡建设部，2015），4Rc/max7 时为高地应力，开挖过程中可能出现岩爆；Rc/maxU0时，岩体发生动态破坏，能量差额 UeU0构成分裂岩体的动能。因此，岩体发生岩爆的破坏准则（郭建强等，2015；张勇等，2022）为：Ue U0（5）单轴压缩条件下，岩石极限储能经验公式为：U0=R2c2E0（6）结合刘焕新等（2020）三轴卸围压试验结果，花岗岩在围压环境下岩石极限储能公式为：U0=0.03053+R2c2E0（7）R2c2E0拟合得到不同围压条件下取值为 0.476 时，R2=0.921。以外力对岩体做功所产生的总输入能量（U）与极限储存能（U0）比值作为岩爆能量指标，将岩爆等级分为4 级（陈卫忠等，2009，2010），具体判据为：U/U00.3（级，弱岩爆）；U/U00.4（级，中等岩爆）；U/U00.5（级，强烈岩爆）；U/U00.7（级，严重岩爆）。其中 U 为耗散能和弹性应变能量之和，而耗散能在岩体开挖过程中形成岩石内部损伤和塑性变形，该过程是不可逆的，故在计算过程中可用 Ue代替。综合 6ZKC1 孔地应力测量结果和实验室获得的钻孔岩芯样品单轴抗压强度、弹性模量、泊松比等力学参数，采用能量积聚方法，评判了钻孔不同深度的岩爆倾向性等级（表 3）。由表 3 得出，水旺庄金矿 6ZKC1 钻孔全孔 U/U0在 0.00400.8479 之间，平均值为 0.1847，总体为少量 片 帮 的 无 岩 爆 或 弱 岩 爆 区。其 中，1162.42m、1279.40m、1593.27m 深度的U/U0值分别达到了0.4130、0.4492 和 0.4167，具备出现严重片帮的条件，为中等岩爆区；1349.40m 深度的 U/U0值为 0.6448，属于强烈岩爆区，硐室开挖需进行支护；1102.78m 深度的U/U0值为 0.8479，属于严重岩爆区，必须进行特别支护（图 6）。水旺庄金矿矿体位于 6ZKC1 钻孔深度1680.401684.90m 之间，整体为无岩爆区。因此，矿体开采过程中岩爆的危险性较低，但在开挖竖井（主井、副井和通风井）过程中，要穿越中等岩爆区（1162.42m、1279.40m、1593.27m）、强烈岩爆区（1349.40m）和严重岩爆区（1102.78m），建议加强防护措施。4讨论由于实验室测得的 Rc是岩石单轴抗压强度，而深部岩体由于有围压的存在，实际的抗压强度要大于实验室测定的单轴抗压强度值。对比表 2 和表 3可以看出，工程岩体分级标准下 6ZKC1 钻孔多为极高应力区段，有发生强烈岩爆可能性，在 700m 深度以下全部为强烈岩爆；而基于能量积聚方法评价时，仅在岩石弹性模量较低的区段存在中强岩爆可能性。使用工程岩体分级标准对岩爆倾向进行判定时，在不考虑构造应力的情况下，单纯由上覆岩体产生的铅直应力在足够深度条件下就可以使得Rc/max突破该标准中对于岩爆判定的临界值，而在很多深井实际掘进过程中，因高地应力条件下的巷道临空面发生破裂自动卸压，高应力集中区延伸至远离临空面的岩体深部，岩爆危险性反而会降低（李春林，2019）。因此，传统的基于工程岩体分级标准的岩爆评价方法，在深部同时存在高应力及高围压环境下存在一定的局限性。使用能量积聚的方法进行岩爆评价，则可以充分考虑围压的影响。总体来讲，岩体承受的最大主应力（1）是发生岩爆的诱因，在单轴压缩条件下，公式（4）简化为：Ue=122E0（8）则工程岩体分级标准的岩爆评价与能量积聚的岩爆评价在此条件下具备等价的表达形式：Rcmax=U0U（9）表明在浅部无围压或围压较小的环境中，可以424地质力学学报https:/2023表3基于能量积聚方法的水旺庄金矿岩爆倾向性预测Table3PredictionofrockbursttendencyoftheShuiwangzhuanggolddepositbasedonthetheoryofelasticstrainenergy开挖深度/m单轴抗压强度/MPa1/MPa2/MPa3/MPa泊松比弹性模量弹性应变能/（kJ/m3）极限储能/（kJ/m3）U/U0岩爆倾向22.2817.723.950.830.600.223.492.00494.350.0040无岩爆88.5049.025.482.392.090.173.214.68539.790.0087无岩爆95.2819.095.632.572.220.262.006.56543.720.0121无岩爆163.5877.287.204.423.520.227.403.50583.300.0060无岩爆181.2799.087.614.893.850.239.463.03593.550.0051无岩爆250.4443.529.206.765.170.214.6310.40633.630.0164无岩爆316.40100.0810.728.546.420.204.2616.78671.860.0250无岩爆349.2067.2811.479.437.040.176.6013.89690.870.0201无岩爆415.4052.8112.9911.228.300.216.1017.86729.230.0245无岩爆486.9648.0114.6413.159.660.204.0636.47770.700.0473无岩爆530.3298.7715.6414.3210.490.216.8924.20795.830.0304无岩爆586.7860.5216.9415.8411.560.247.2025.05828.540.0302无岩爆610.104.6117.4716.4712.000.271.15150.11842.060.1783无岩爆653.72125.1818.4817.6512.830.167.0640.00867.340.0461无岩爆694.53140.2719.4118.7513.610.216.8939.38890.990.0442无岩爆748.6154.1620.6620.2114.630.134.0297.68922.320.1059无岩爆794.6620.2521.7221.4615.510.203.20112.23949.010.1183无岩爆843.1222.2422.8322.7616.430.183.52121.11977.090.1240无岩爆876.8619.5823.6823.6117.070.173.35141.01996.650.1415无岩爆919.3156.2224.8224.5817.880.224.8890.471021.250.0886无岩爆947.1163.3225.5725.2218.410.174.95110.281037.360.1063无岩爆980.9558.5726.4926.0019.050.165.22114.951056.970.1088无岩爆1018.5541.4827.5026.8719.760.203.00190.561078.750.1766无岩爆1049.6828.0828.3427.5820.350.223.50161.931096.790.1476无岩爆1102.786.4629.7828.8021.360.370.32956.081127.570.8479严重岩爆1123.0511.8730.3229.2721.750.261.26441.951139.310.3879弱岩爆1162.4215.9131.3930.1822.500.271.19480.011162.130.4130中等岩爆1178.0022.8231.8130.5322.790.251.85342.541171.160.2925无岩爆1229.8516.9333.2131.7323.780.182.78312.861201.200.2605无岩爆1279.4047.8634.5432.8724.720.151.85552.431229.920.4492中等岩爆1304.7412.5535.2333.4525.200.204.38209.051244.600.1680无岩爆1349.4086.9836.4334.4826.050.191.23819.241270.480.6448强烈岩爆1394.4655.0737.6535.5126.900.236.89136.581296.590.1053无岩爆1429.0041.8638.5836.3127.560.184.07284.901316.610.2164无岩爆1446.3162.4939.0536.7127.890.235.15196.001326.640.1477无岩爆1463.0025.2939.5037.0928.210.272.08426.401336.310.3191弱岩爆1498.8732.3540.4737.9128.890.195.43227.101357.100.1673无岩爆1513.0048.8840.8538.2429.160.173.31402.721365.290.2950无岩爆1522.0044.2841.0938.4529.330.195.09249.521370.500.1821无岩爆1547.6553.0841.7939.0429.820.244.68237.101385.370.1711无岩爆1593.2769.4943.0240.0930.680.222.14588.351411.800.4167中等岩爆1641.4926.3444.3241.1931.600.234.20306.771439.750.2131无岩爆1671.5977.3745.1341.8932.170.233.73357.781457.190.2455无岩爆1712.6134.4146.2442.8332.950.183.77436.171480.960.2945无岩爆1719.0071.8846.4142