块体崩落采矿的岩石破碎评估方法(fragmentation assessment)

1 引言

岩块断裂或称破碎是岩石工程中的一个重要概念，例如落石分析(Rockfall)和块体崩落开采(Block Caving)。在块体运动过程中，岩块的断裂减少了整个岩块的能量，由此减少了产生的子岩块的移动距离，预测块体破碎的尺寸分布是块体崩落采矿的一个关键决策参数，在过去，主要依靠经验关系确定块体的破碎度，现在可以使用数值模拟技术以及与经验关系的混合方法预测块体的破碎分布。下面简要讨论了预测块体破碎的几种途径。

2 BCF经验估算

在实践中，对岩块破碎的估计主要借助于经验关系和基于规则的方法，这些方法取决于初始岩块的几何形状而不是岩块之间的相互作用，其中最流行的预测软件是BCF[Esterhuizen, G.S. (2005) A program to predict block cave fragmentation]，这个软件基于高长宽比的块体更容易断裂的原理，根据各种几何经验关系，循环计算块体断裂的概率，包括对块体的圆度、缓冲效应和拱形效应的进行调整。Brown(2003)在《Block Caving Geomechanics》中详细介绍了BCF的工作原理(p.156-190)【崩落地质力学(Caving Geomechanics)---从经验方法到数值模拟】。一个与BCF相似的软件是Core2Frag[(2006) Fragment Size Estimation and Measurement in the DOZ Block Cave; (2012) Prediction of fragmentation in block cave mine design – an update of the Core2Frag program]，它可以把钻孔数据转化为岩块的破碎度。