岩爆、冲击地压的定义、机制、分类及其定量预测模型

岩爆（Rock Burst）：

定义：

岩爆是指在地下采矿或隧道工程中，由于巨大的地应力和岩石的脆性特性，导致岩体突然破裂和释放出的能量，引发的短时、高强度的岩石破碎和喷射现象。

机制：

▪地应力积累：地下岩体承受着来自地壳运动的应力，随着深度的增加，这些应力积累在岩体中。

▪脆性断裂：当岩体的强度无法抵抗地应力的积累时，岩体发生脆性断裂。▪应力释放：脆性断裂导致地下应力的突然释放，形成岩爆。

分类：

1.动力学分类：分为静力型岩爆和动力型岩爆。前者是由地应力引起的，后

者是由于地震等外部动力作用引起的。

2.空间分布分类：包括岩体内岩爆和岩体周围的岩爆。

3.发生时间分类：可分为瞬时型岩爆和持续型岩爆。

冲击地压：

定义：

冲击地压是指在采矿工作面，地质条件复杂的情况下，由于采矿工作导致的地下岩层的冲击破碎和变形，引发的地层应力的瞬时释放。

机制：

▪岩石破碎：采矿工作导致岩层破碎，释放了岩石内部的应力。

▪应力释放：破碎的岩层导致地层内的应力突然释放，形成冲击地压。

分类：

1.一次性冲击地压：由于单次破碎导致的地压现象。

2.动态冲击地压：由于地层内存在动态力学过程，导致的地压变化。

定量预测模型：

岩爆：

▪统计学模型：利用历史数据统计分析，建立统计学模型，如逻辑回归、支持向量机等。

▪数值模拟：使用数值模拟方法，模拟岩体断裂和破碎过程，如离散元法、有限元法等。

冲击地压：

▪经验公式：根据采矿实践经验，建立冲击地压的经验公式，考虑矿层深度、开采方法等因素。

▪数值模拟：运用有限元法、边界元法等数值模拟技术，模拟冲击地压的形成和演化过程。

以上模型的建立需要考虑地质条件、采矿方法、岩石力学性质等多方面因素，以提高预测的准确性。岩爆和冲击地压的预测对于采矿工程的安全和高效进行至关重要。