岩爆、冲击地压的定义、机制、分类及其定量预测模型
冲击地压概述2011
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3.1 根据显现强度及其对煤和岩层、支架、设备的破 根据显现强度及其对煤和岩层、支架、 坏程度分（分为四类） 坏程度分（分为四类） 1．弹射：单个碎块从煤岩体表面弹射出来，并伴 ．弹射：单个碎块从煤岩体表面弹射出来， 有强烈的声响。 有强烈的声响。 2．煤炮（深部冲击）：深部的煤岩体发生破坏， ．煤炮（深部冲击） 深部的煤岩体发生破坏， 但煤或岩石不向已采空间内抛出， 但煤或岩石不向已采空间内抛出，只有片帮或散落现 岩体震动，伴有声响，有时产生煤尘。 象，岩体震动，伴有声响，有时产生煤尘。 3．微冲击：煤或岩石向已采空间抛出，但对支架 ．微冲击：煤或岩石向已采空间抛出， 和设备无损害，围岩震动，伴有很大声响，产生煤尘， 和设备无损害，围岩震动，伴有很大声响，产生煤尘， 在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。 在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。 4．强冲击：部分煤或岩体急剧破坏，大量的煤或 ．强冲击：部分煤或岩体急剧破坏， 岩石向已采空间抛出，出现支架折损、 岩石向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围 岩强烈震动，伴有巨大声响，形成大量煤尘。 岩强烈震动，伴有巨大声响，形成大量煤尘。
岩冲击倾向指数是否达到极限值作为冲击倾向度判据， 组成了新的冲击地压判据：
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6.6
失稳理论 该理论认为煤岩变形系统平衡状态的稳定性质是
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50＜DT≤500ms DT＞500 ms
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无冲击倾向
5.2 弹性能指数 ET 弹性能指数W 弹性能指数WET是单位体积的煤破坏前在受力过 程中所储存的弹性变形能与消耗的能量的比值。 WET≥5 冲击倾向 2≤WET＜5 煤层具有较 弱冲击倾向 WET＜2 击倾向
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煤层具有强烈
煤层不具有冲
采矿工程毕业论文煤矿冲击地压的机理及未来的研究方向和治理技术
煤矿冲击地压的机理及未来的研究方向和治理技术采矿工程摘要：总结和论述了近几十年来国内外在研究煤岩体系发生冲击地压理论方面的进展，冲击地压发生的主要因素和特点，探讨了在冲击机理方面研究的趋势，并对国内外现今所采用的预测和防治措施进行了分析，并提出了防治的方法，展望了今后在预测预报工作和防治措施研究及实践方面的发展方向。
关键词：冲击地压岩石力学预测预报强度刚度能量引言煤矿冲击地压是指在一定条件的高地应力作用下，井巷或回采工作面周围的煤岩体由于弹性能的瞬时释放而产生破坏的矿井动力现象，常伴随有巨大的声响、煤岩体被抛向采掘空间和气浪等现象。
它往往造成采掘空间中支护设备的破坏以及采掘空间的变形，严重时造成人员伤亡和井巷的毁坏，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。
1对国内外煤矿冲击地压灾害及其理论研究现状的评述1. 1国内外煤矿冲击地压灾害评述煤矿冲击地压和岩爆是一个世界性的灾害现象。
从1738 年英国的南史塔福煤田发生世界上第一次冲击地压以来，已有260 年的历史了。
其间在世界上发生冲击地压的国家除我国外，还有英国、波兰、法国、德国、俄罗斯、乌克兰、南非、美国、日本等23 个国家和地区。
我国最早记录的冲击地压是1933 年在抚顺胜利矿发生的。
从1933～1996 年的60 多年间，全国共有36 个矿井累计发生过4 000 余次破坏性的冲击地压，造成400 多人死亡，200多人受重伤，破坏巷道20 km 之多，其经济损失十分严重。
1. 2冲击地压理论研究现状的评述南非于1915 年就建立了南非矿山冲击委员会，对煤和金属矿的冲击地压进行研究。
西德于20 世纪50 年代初就开始冲击地压的研究工作，并且成功地采用了钻孔卸压措施来防治煤矿井下发生的冲击地压[。
前苏联的全苏矿山测量科学研究院也制定了《有冲击地压危险煤层的矿井的采矿工程施工安全规程》。
在美国主要采用的方法有煤层掏槽、钻孔卸压、卸压爆破和煤层注水等。
我国对冲击地压的研究是从60 年代才开始的，主要是由一些有严重冲击地压的局矿在生产实践中加以探索。
煤矿开采中的冲击地压与支护措施
加强支护施工管理
总结词
加强施工过程中的质量监控和安全管理，确 保支护施工质量和安全。
详细描述
支护施工是矿井安全的重要保障，因此应加 强施工过程中的质量监控和安全管理。通过 建立完善的施工管理制度、加强技术培训和 安全教育、实施质量责任制等方式，确保支 护施工质量和安全。同时，应加强施工现场 的监测和维护，及时发现和处理潜在的安全
分布状态。
地质构造影响
断层、褶皱等地质构造对岩体的 应力分布有显著影响，容易形成 应力集中区域，增加发生冲击地
压的风险。
煤岩体性质
煤岩体的物理力学性质、结构特 征和含水率等也是影响冲击地压
发生的重要因素。
2023
PART 02
冲击地压的危害
REPORTING
对人员安全的危害
人员伤亡
冲击地压可能导致顶板垮落、煤 块飞溅，对现场作业人员造成直 接伤害。
，成功避免了人员时释放高压气体、增加支护强度等
措施。
经验总结
03
科学合理的应对措施和团队协作是成功应对冲击地压的关键。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
某矿支护失效案例分析
事故经过
某矿在巷道掘进过程中，支护结构突然失效，造成巷道变形和坍 塌。
原因分析
支护设计不合理，材料强度不足，施工质量控制不严格。
教训总结
应加强支护设计和施工质量控制，确保支护结构的稳定性和可靠 性。
某矿成功应对冲击地压的案例
案例概述
01
某矿在开采过程中遭遇冲击地压，但通过科学合理的应对措施
心理压力
频繁或严重的冲击地压可能给矿 工带来心理压力，影响工作积极 性和效率。
《冲击地压课件》课件
挑战分析：面对复杂的 地质条件和工程环境， 需要不断提高技术水平 和应对能力
应对策略：加强国际合作 与交流，推动技术创新和 成果转化，提高我国在冲 击地压领域的国际地位和 影响力
结论：未来研究方向与挑 战分析对于推动我国冲击 地压领域的发展具有重要 意义，需要加强研究和实 践工作
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《冲击地压课件》PPT 课件
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01
冲击地压概述
02
冲击地压监测与预测 技术
03
冲击地压防治技术
04
冲击地压应急处置与 救援技术
05
冲击地压安全教育与 培训
06
添加章节标题
冲击地压概述
定义与分类
定义：冲击地压是矿山压力的一种显现形式
分类：按发生机理可分为岩爆型冲击地压和矿震型冲击地压
危害程度与影响范围
危害程度：可能导致人员伤亡和财产损失 影响范围：可能波及整个矿区或更大范围 影响因素：地质条件、开采方式等 预防措施：加强监测、采取工程措施等
冲击地压监测与 预测技术
监测方法与技术手段
钻屑法：通过钻 探获取岩屑，分 析岩屑粒度和数 量判断冲击地压 危险
电磁辐射监测法： 利用岩石破裂时 产生的电磁辐射 信号进行监测
应急处置与救援实践案例
某矿冲击地压事故案例 应急处置措施与救援过程 经验教训与改进措施 类似案例分析与比较
冲击地压安全教 育与培训
安全意识培养与宣传教育
冲击地压安全意识培养的重要性 宣传教育在冲击地压安全中的作用 安全意识培养的具体措施和方法 宣传教育的有效途径和方式
专业技能培训与考核标准
培训效果评估：通 过考试、问卷调查 等方式对培训效果 进行评估
岩爆预测与预防
岩爆的预测与预防一、岩爆灾害研究现状岩爆(冲击地压)是指在高地应力地区洞室开挖后，由于洞室的应力重分布和应力集中，在较短时间产生的突发的、猛烈的脆性破坏形式。
岩爆发生时，破碎岩石从坑洞壁弹射或大量岩石崩出，产生强烈的气浪或冲击波，严重的可摧毁整个作业面乃至整个洞室，对矿山安全开采造成了极大的危害。
国内外对岩爆问题的研究，主要集中在三个方面：岩爆机理研究；岩爆危险性评价、监测预报技术研究；岩爆防治措施研究。
其中，岩爆机理研究是预测和防治的理论基础，也是国内外学者研究的重要内容，比较具有代表性的有强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论等。
(1)强度理论：岩体破坏的原因和规律，实际上是强度问题，即材料受载荷超过其强度极限时，必然要发生破坏。
但是这仅是对材料破坏的一般规律的认识，它不能深入解释岩爆的真实机理。
(2)刚度理论：刚度理论是Cook等人由刚性试验机理论而得到的，该理论认为若试验机刚度小于试件后期变形刚度时，则发生突然的失稳破坏。
(3)能量理论：20世纪60年代中期，Cook等人总结南非金矿岩爆研究成果后提出了能量理论。
他们指出：随着采掘范围的不断扩大，岩爆是由于岩体—围岩系统在其力学平衡状态破坏时，系统释放的能量大于岩体本身破坏所消耗的能量而引起的。
(4)冲击倾向理论：冲击倾向性是指介质产生冲击破坏的固有能力或属性。
用一个或一组岩石本身性质有关的指标衡量矿岩的岩爆倾向强弱，这类理论就是所谓的岩爆或冲击倾向理论。
二、岩爆地质综合分析与预测（1）地应力条件岩爆的发生与地应力积聚特征有着密切的关系。
因此，地应力场分析对于岩爆预测非常重要，高地应力条件是发生岩爆的必要条件。
然而对于高地应力区，是一个目前尚未统一规定和定义的问题。
目前国内外学者对可能发生岩爆的高地应力界定差异很大，其中一类以地应力绝对大小划分，认为最大主应力达到20～30MPa 时即可认为岩体处于高地应力状态。
(2) 地质构造褶皱构造核部一般是应力集中带，因为研究区域应力场以水平应力场为主，巷道开挖后，垂直洞壁方向的初始地应力增高，使得水平应力与垂直应力的差距加大，巷道拱顶部位产生高应力集中，导致岩爆发生。
冲击地压简介
冲击地压，也称为岩爆，是矿山开采中一种极具破坏性的动力现象。
它是由于岩石体内应力的瞬间释放而导致的突发性、猛烈的岩石破裂和弹射。
一、冲击地压的产生原因冲击地压的产生原因较为复杂，但主要可以归结为以下几点：地质因素：岩石的物理性质、结构构造和应力状态是决定冲击地压发生的基本因素。
某些岩石，如硬岩和脆性岩石，由于其强度高、弹性大，容易积蓄大量的弹性变形能，当这些能量超过岩石的强度极限时，就会发生冲击地压。
开采因素：开采深度、开采方法、开采顺序等都会影响冲击地压的发生。
随着开采深度的增加，岩石的应力状态变得更加复杂，发生冲击地压的可能性也随之增大。
环境因素：地震、爆破等外部动力因素也可能诱发冲击地压。
二、冲击地压的危害冲击地压的危害是多方面的，主要体现在以下几个方面：人员伤亡：冲击地压发生时，岩石的瞬间破裂和弹射会对人员造成严重的伤害，甚至死亡。
设备损坏：冲击地压产生的强烈震动和冲击波会对周围的设备、设施造成损坏，影响正常的生产活动。
生产中断：冲击地压发生后，往往需要对现场进行清理和修复，这将导致生产中断，给企业带来巨大的经济损失。
安全隐患：冲击地压的发生可能会引发其他的安全隐患，如瓦斯突出、火灾等，进一步加剧灾害的严重性。
三、国内外安全事故1)辽宁阜新孙家湾煤矿冲击地压事故辽宁阜新孙家湾煤矿的冲击地压事故是近年来国内最为严重的矿山灾害之一。
该事故发生在阜新矿业（集团）有限责任公司孙家湾煤矿海州立井，事故共造成214人死亡，30人重伤，直接经济损失4968.9万元。
这起冲击地压事故给采矿带来的具体危害包括：工程体破坏：冲击地压发生时，巷道的支架被强大的冲击力摧毁，大量的煤和岩石涌入巷道，导致巷道堵塞。
这不仅使救援工作变得异常困难，也给后续的清理和修复工作带来了巨大的挑战。
设备损坏：冲击地压产生的强烈震动导致矿井内的通风、排水、提升等设备受到严重损坏，很多设备无法继续使用。
这不仅影响了矿山的正常生产，也给企业的经济效益带来了巨大的损失。
岩爆
岩爆一，定义岩爆，也称冲击地压，它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。
二，发生条件一是岩体中有较高的地应力,且其大小超过岩石本身的强度；二是岩石具有较高的脆性度和弹性。
具备上述两个条件，一旦地下工程破坏了岩体的平衡，强大的能量使岩体破坏，并将破碎岩石抛出。
近代构造活动山体内地应力较高，岩体内储存着很大的应变能，当该部分能量超过了硬岩石自身的强度时；2．围岩坚硬新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，且具有较高的脆性和弹性，能够储存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型，当应力解除后，回弹变形很小;3．埋深较大(一般埋藏深度多大于200m)且远离沟谷切割的卸荷裂隙带；4．地下水较少，岩体干燥;5．开挖断面形状不规则，大型洞室群岔洞较多的地下工程，或断面变化造成局部应力集中的地带。
地质构造岩爆大都发生在褶皱构造的坚硬岩石中。
岩爆与断层、节理构造密切相关。
当掌子面与断裂或节理走向平行时，极容易触发岩爆。
岩体中节理密度和张开度对岩爆有明显的影响。
掌子面岩体中有大量岩脉穿插时，也可能发生岩爆。
岩爆-判断岩爆发生的应力条件1．用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc之比值进行分析；2．用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断。
围岩应力条件经验公式：σ1/σc>0.165～0.35(或σc/σ1>6.06～2.86)的脆性岩体最易发生岩爆。
三，岩爆的预报岩爆的预报主要是在测量岩体应力、岩体移动和岩体内部破碎状况或岩粉含量的基础上作出的。
四，岩爆的防治措施防治岩爆的有效措施是应力解除法。
此外，注水软化，锚栓-钢丝网-喷混凝土支护也可收到较好的效果。
打设超前钻孔转移隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力超前钻孔可以利用钻探孔，在掌子面上利用地质钻机或液压钻孔台车打设超前钻孔，钻孔直径为45mm，每循环可布置4～8个孔，深度5～10m，必要时也可以打设部分径向应力释放孔，钻孔方向应垂直岩面，间距数十厘米，深度1～3m不等。
冲击地压特征及分类
冲击地压特征及分类集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-冲击地压特征及分类冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。
它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。
1992年以前，我国有50余个煤矿发生了冲击地压。
比较突出的有北京矿务局门头沟煤矿、抚顺矿务局龙风煤矿、枣庄矿务局陶庄煤矿、大同矿务局忻州窑煤矿、四川省天池煤矿和新汶矿务局华丰煤矿等。
2008年6月5日15时57分，河南省渑池县果园乡附近发生3.5级地震，3分钟后，义煤集团公司千秋煤矿突发冲击地压，造成750米——850米处巷道瞬间被毁，正在该段修理巷道的20名矿工被困井下。
冲击地压发生后，义煤集团公司迅速成立了抢险救灾领导小组，紧急启动应急救援预案，实施抢险救援。
截至6月6日4时，20名被困矿工中，9人死亡，11人获救。
获救矿工正在医院接受治疗，没有生命危险。
世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。
1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。
以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区，冲击地压现象时有发生。
在我国，冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。
以后，随着开采深度的增加和开采范围的不断扩大，北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区的许多矿井，都先后有冲击地压现象发生。
随着开采深度的不断增加，冲击地压的危害将更加突出。
我国煤矿冲击地压特征1、突发性。
发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。
2、一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。
浅部冲击(发生在煤壁2m～6m范围内，破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不同)。
最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生了岩爆。
在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。
1 钱七虎-冲击地压论坛-文档资料-文档资料
卡尔顿金矿中发生的岩爆
4
二郎山隧道中发生的岩爆（埋深760米）
二郎山隧道
5
锦屏二级水电站引水隧洞内发生的岩爆（埋深2250米）
锦屏二级水电站引水隧洞内岩爆
6
岩爆严重威胁着施工人员的安全，造成了巨大的经济损失。
锦屏二级水电站引水隧洞岩爆导致7人死亡和TBM机损坏
7
2 岩爆的机理和定义
岩爆已成为普遍问题（Universal Problem），在南非、智利、加拿大、澳大
利亚、俄罗斯等国的矿井以及挪威、USA、中国、瑞典、瑞士、俄罗斯等国的 隧道中已较多发生（Stacey）。
深部采矿工程
深部交通工程
Байду номын сангаас深部水利工程
3
发生在美国大西洋矿井和南非卡尔顿金矿中的岩爆
大西洋矿井中发生的岩爆
Stacey, Linkov, Salamon： From this definition of rockburst and according to main mechanism, the generalized rockburst can be divided into the first type, commonly to as strain burst, resulted from volume instabilities （failure）and the second type, resulted from contact (shear) instabilities, or fault slip or shear rupture or Stick-slip type, included in Russia and China referred to as pressure bump (especially coal bump) and in South Africa referred to as mine tremors. 10
岩爆发生的机理及预测
岩爆定义时至今日还没有一个统一公认的岩爆定义。
在谈到岩爆时，人们通常会说岩爆就是高强度脆性岩石的猛烈破坏，或者说是储存在岩体内的弹性应变能突然释放。
南非的W.D.Ortlepp这样定义岩爆：岩爆就是给土木工程和地下巷道﹙包括采场工作面、井巷工程和硐室﹚造成猛烈严重破坏的岩体震动事件，所谓震动事件是指由于岩体内应变能的突然释放导致的岩体瞬间运动。
必须指出，这里所说的震动不应包括生产爆破产生的震动，也就是不含人们为了生产用炸药爆破或其他生产工具破碎岩石产生的震动。
中国学者郭然建议采用如下岩爆定义：岩爆是岩体破坏的一种形式。
它是处于高应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动的扰动下，其内部储存的应变能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩石从母岩体中急剧、猛烈地突出或弹射出来的一种动态力学现象。
岩爆的发生常伴随着岩体震动，等等。
岩爆机理E.Hoek等认为，岩爆是高地应力区洞室围岩剪切破坏作用的产物。
Zoback教授在解释钻孔崩落现象成因时，也认为类似“岩爆”的孔壁崩落破坏属剪切破坏。
然而Mastin（1984）和Haimson（1972，1985）则通过打有圆孔的砂岩岩板进行的单向压缩物理模拟试验，在实验室真实地再现了孔壁崩落现象；他们得出这一现象是由于孔壁应力集中部位的局部破坏所引起的，系张性破裂的产物。
我国杨淑清教授等通过天生桥二级水电站引水隧洞相似材料岩爆机制物理模拟试验，总结出岩爆造成围岩劈裂破坏和剪切的二种机制，并且认为它们是二种应力水平的产物，即劈裂破坏属脆性断裂，而剪切破坏是岩石应力达到峰值强度状态时的破坏；前者形成的破裂面与洞口边界平行，而后者则与洞口边界斜交，呈对数螺旋形状。
谭以安博士则认为，岩爆系一渐时破坏过程，其形成过程可分为“劈裂成板→剪断成块→块片弹射”三个阶段。
以王兰生教授为首的“川藏公路二郎山隧道高地应力与围岩稳定性课题组”将岩爆作用与岩石在三向应力条件下的压缩变形破坏全过程（Lane，Bieniawski等，1970年）加以对照，认为岩爆力学机制可以归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折三种基本形式，也可以多种组合方式出现。
目前煤矿冲击地压灾害
采取有效的支护措施，确保巷道和采煤工作面的稳定。同时加强 顶板管理，防止顶板冒落和冲击地压的发生。
人员避险措施
在冲击地压危险区域设置避险硐室或避险通道，确保人员能够在 发生冲击地压时迅速撤离。
发生事故后的应急处理
01
立即启动应急预案
发生冲击地压事故后，立即启动应急预案，组织救援队伍进行抢险救援
目前煤矿冲击地压灾害
汇报人： 2023-12-17
目录
• 冲击地压灾害概述 • 冲击地压灾害的成因 • 冲击地压灾害的预防措施 • 冲击地压灾害的治理方法 • 冲击地压灾害的案例分析
01
冲击地压灾害概述
冲击地压灾害的定义
冲击地压
也称为“岩爆”，是指煤矿井巷 或工作面周围煤岩体，由于弹性 潜能突然释放而产生的急剧、猛 烈的破坏动力现象。
事故时间
XXXX年XX月XX日
事故原因
地质构造复杂，煤层厚度大，开采深度较深，应力 集中
事故地点
某矿采煤工作面
人员伤亡
多人受伤，部分人员死亡
事故经过
采煤工作面突然发生冲击地压，大量煤块从工作 面喷出，造成人员伤亡和设备损坏
设备损失
大量设备损坏，需要更换和维修
某矿利用卸压爆破预防冲击地压灾害的案例
卸压爆破原理
04
冲击地压灾害的治理方法
预测预报
01
冲击地压危险性预 测
通过分析煤岩体应力、变形、能 量等参数，预测冲击地压发生的 可能性。
02
冲击地压危险性评 价
根据预测结果，对煤岩体进行危 险性评价，确定危险区域和危险 等级。
03
冲击地压预警
根据危险性评价结果，及时发布 预警信息，指导煤矿采取相应措 施。
科技创新——岩爆
1.1 岩爆灾害研究现状岩爆(冲击地压)是指在高地应力地区洞室开挖后，由于洞室的应力重分布和应力集 中，在较短时间产生的突发的、猛烈的脆性破坏形式。
岩爆发生时，破碎岩石从坑洞壁弹射或大量岩石崩出，产生强烈的气浪或冲击波，严重的可摧毁整个作业面乃至整个洞室，对矿山安全开采造成了极大的危害[19]。
随着各类工程建设的不断发展，矿井开采深度和规模的不断扩大，岩爆发生的频率越来越高，引发的灾害日趋严重，岩爆问题也愈加引起国内外学者的关注。
近一个世纪以来，国内外学者在对岩爆问题进行了大量的研究，但由于岩爆的复杂性，其理论研究进展缓慢。
在我国，岩爆研究工作起步较晚，且多停留在观察、描述阶段，和国外相比更为滞后。
国际上，南非在岩爆的机理研究、预测、防治等方面积累 了丰富的经验和资料，建立了相对较为完整的理论体系，是目前世界上岩爆研究最先进的国家之一。
总结起来，国内外对岩爆问题的研究，主要集中在三个方面：岩爆机理研究；岩爆危险性评价、监测预报技术研究；岩爆防治措施研究。
其中，岩爆机理研究是预测和防治的理论基础，也是国内外学者研究的重要内容。
各国学者在实验室研究和现场调查的基础上，从不同的角度先后提出了一系列重要的理论，比较具有代表性的有强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论等。
(1)强度理论：岩体破坏的原因和规律，实际上是强度问题，即材料受载超过其强度极限时，必然要发生破坏。
但是这仅是对材料破坏的一般规律的认识，它不能深入解释岩爆的真实机理。
在强度理论指导下，对围岩体内形成应力集中的程度及其强度性质等方面做了大量的工作。
早期的强度理论着眼于岩体的破坏原因，认为地下井巷和采场周围产生应力集中，当应力集中的程度达到矿岩强度极限时，岩层发生突然破坏，发生岩爆。
近代强度理论认为：导致岩体承受的应力σ与其强度σ'的比值，即σ/σ' ≥1时，导致岩爆发生。
近代强度理论的表达式有多种，对各向同性岩石材料的破坏准则最有代表性的是Hoek 和Brown 于1980年提出的经验性强度准则[20]：1 ⎛ σ ⎞ 2σ 1 σ = σ 3 σ + ⎜m 3 + 1.0⎟(1-3)c c ⎝ σ c⎠式中：σ1-最大主应力，MPa ；σ 3-最小主应力，MPa ；σ c-完整岩石材料的单轴抗压强度；m -常数，取决于岩石性质和承受破坏应力前已破坏的程度。
岩爆发生的机理及预测
岩爆定义时至今日还没有一个统一公认的岩爆定义。
在谈到岩爆时，人们通常会说岩爆就是高强度脆性岩石的猛烈破坏，或者说是储存在岩体内的弹性应变能突然释放。
南非的W.D.Ortlepp这样定义岩爆：岩爆就是给土木工程和地下巷道﹙包括采场工作面、井巷工程和硐室﹚造成猛烈严重破坏的岩体震动事件，所谓震动事件是指由于岩体内应变能的突然释放导致的岩体瞬间运动。
必须指出，这里所说的震动不应包括生产爆破产生的震动，也就是不含人们为了生产用炸药爆破或其他生产工具破碎岩石产生的震动。
中国学者郭然建议采用如下岩爆定义：岩爆是岩体破坏的一种形式。
它是处于高应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动的扰动下，其内部储存的应变能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩石从母岩体中急剧、猛烈地突出或弹射出来的一种动态力学现象。
岩爆的发生常伴随着岩体震动，等等。
岩爆机理E.Hoek等认为，岩爆是高地应力区洞室围岩剪切破坏作用的产物。
Zoback教授在解释钻孔崩落现象成因时，也认为类似“岩爆”的孔壁崩落破坏属剪切破坏。
然而Mastin（1984）和Haimson（1972，1985）则通过打有圆孔的砂岩岩板进行的单向压缩物理模拟试验，在实验室真实地再现了孔壁崩落现象；他们得出这一现象是由于孔壁应力集中部位的局部破坏所引起的，系张性破裂的产物。
我国杨淑清教授等通过天生桥二级水电站引水隧洞相似材料岩爆机制物理模拟试验，总结出岩爆造成围岩劈裂破坏和剪切的二种机制，并且认为它们是二种应力水平的产物，即劈裂破坏属脆性断裂，而剪切破坏是岩石应力达到峰值强度状态时的破坏；前者形成的破裂面与洞口边界平行，而后者则与洞口边界斜交，呈对数螺旋形状。
谭以安博士则认为，岩爆系一渐时破坏过程，其形成过程可分为“劈裂成板→剪断成块→块片弹射”三个阶段。
以王兰生教授为首的“川藏公路二郎山隧道高地应力与围岩稳定性课题组”将岩爆作用与岩石在三向应力条件下的压缩变形破坏全过程（Lane，Bieniawski等，1970年）加以对照，认为岩爆力学机制可以归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折三种基本形式，也可以多种组合方式出现。
2024年岩爆的预防及处理
2024年岩爆的预防及处理引言:岩爆是一种危险的地质灾害，常常会造成严重的人员伤亡和财产损失。
随着科技和人类社会的发展，对于岩爆的预防和处理方法也在不断改进和完善。
本文将介绍2024年岩爆的预防及处理方法。
一、岩爆的基本概念和形成机制1. 岩爆的定义岩爆是指在地下矿井或隧道中，由于地应力破坏岩体结构，导致岩体大规模剥落、坍塌和碎裂，从而产生极大能量和冲击波，引发爆炸性的地质灾害。
岩爆具有突发性、剧烈性和广泛性的特点，对井下人员和设备的安全造成严重威胁。
2. 岩爆的形成机制岩爆的形成机制主要与以下因素有关：(1) 地应力：地下岩体受到地质构造和覆岩荷载的作用产生内部应力，当这些应力超过岩石的抗拉强度时，岩体就会发生破坏；(2) 岩体结构：岩石的物理性质和结构决定了它的抗拉强度和稳定性，结构破碎和岩层滑动容易导致岩体剥离和坍塌；(3) 地质构造：地下岩层的构造断裂、层面滑动、岩层的交接等地质构造缺陷是岩爆的多发区域；(4) 采矿活动：采矿活动会改变地下地质应力分布和岩层稳定性，增加岩爆的风险。
二、岩爆的预测与监测方法1. 岩爆的预测方法岩爆的预测方法主要包括地质学调查、地应力测量、岩体声波监测、振动监测和岩体应力监测等。
通过对地下岩体的物理特性和地质构造的分析，以及对地下地应力和岩体应力的监测，可以预测出潜在的岩爆危险区域。
2. 岩爆的监测方法岩爆的监测方法包括地面监测和井下监测两种方式。
地面监测主要是通过对采矿工作面周边地表形变的监测，以及地震波的监测来判断岩爆的危险性。
井下监测主要是通过安装传感器和监测设备，在井下监测岩体的位移、应力和振动等参数的变化，从而及时发现岩爆的迹象。
三、岩爆的预防与控制措施1. 岩爆的预防措施(1) 合理规划和设计：在矿井或隧道的规划和设计中，要充分考虑岩体的力学性质和稳定性，合理选择采矿方法和支护措施，减少岩爆的风险。
(2) 加强地质勘探：在施工前对地下岩体进行详细勘探，了解地质构造和岩体性质，找出潜在的岩爆危险区域并采取相应的预防措施。
冲击地压释义
冲击地压，又称岩爆，这是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。
常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。
它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。
冲击地压冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡，对安全生产威胁巨大。
[1]世界上几乎所有国家都不同程度地受到冲击地压的威胁。
1783年英国在世界上首先报导了煤矿中所发生的冲击地压现象。
以后在前苏联、南非、德国、美国、加拿大、印度、英国等几十个国家和地区，冲击地压现象时有发生。
在中国，冲击地压最早于1933年发生在抚顺胜利煤矿。
随着我国煤矿开采深度不断增加，开采强度不断加大，冲击地压矿井分布越来越广，北京、抚顺、枣庄、开滦、大同、北票、南桐等矿区多次发生冲击地压事故并导致人员伤亡。
据不完全统计，国有矿井有冲击地压纪录的矿井有150多处，随着开采向深部转移，冲击地压问题将更加严重、更加突出、更为普遍。
由于冲击地压问题极为复杂，国内外目前尚未建立比较符合实际的冲击地压发生及破坏过程的理论，因而冲击地压的预测、预报及防治并不完备。
[2]突发性发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。
一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)浅部冲击(发生在煤壁2m～6m范围内，破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不同)。
最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生了岩爆。
在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。
具有破坏性往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。
具有复杂性在自然地质条件上，除褐煤以外的各煤种，采深从200m～1000m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不论水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法，是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，都发生过冲击地压。
6岩爆有关知识
岩爆有关知识一、定义：岩爆，也称冲击地压，它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。
二、分级：1、轻微的岩爆仅有剥落岩片，无弹射现象，2、严重的可测到4.6级的震级，烈度达7～8度, 使地面建筑遭受破坏，并伴有很大的声响。
岩爆可瞬间突然发生，也可以持续几天到几个月。
三、发生岩爆的条件：是岩体中有较高的地应力，并且超过了岩石本身的强度，同时岩石具有较高的脆性度和弹性，在这种条件下，一旦由于地下工程活动破坏了岩体原有的平衡状态，岩体中积聚的能量导致岩石破坏，并将破碎岩石抛出。
四、发生原因：围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏。
五、防治措施：应力解除、注水软化和使用锚栓-钢丝网-混凝土防爆支护等。
岩爆的预防及处理1、岩爆产生条件①近代构造活动山体内地应力较高，岩体内储存着很大的应变能；②围岩新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，属坚硬脆性介质，能够储存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型，应力解除后，回弹变形很小；③具有足够的上覆岩体厚度，一般均远离沟谷切割的卸荷裂隙带，埋藏深度多大于200m；④无地下水，岩体干燥；⑤开挖断面形状不规则，造成局部应力集中。
⑥在溶孔较多的岩层里，则一般不会发生岩爆。
2、岩爆的特点隧洞内的岩爆一般具有以下特点：①在未发生前，并无明显的征兆，虽经过仔细寻找，并无空响声，一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠下。
②岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近，个别的也有距新开挖工作面较远，常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多；岩爆在开挖后陆续出现，多在爆破后的2～3小时，24小时内最为明显，延续时间一般1～2个月，有的延长1年以上，事前一般无明显预兆。
③岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米厚，大者可多达几十吨重。
石块由母岩弹出，小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的片状脱落，脱落面多与岩壁平行。
④岩爆围岩的破坏过程，一般新鲜坚硬岩体均先产生声响，伴随片状剥落的裂隙出现，裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出，属于表部岩爆；在强度较低的岩体，则在离隧洞掌子面以里一定距离产生，造成向洞内临空面冲击力量最大，这种岩爆属于深部冲击型。
岩爆与冲击地压
岩爆与冲击地压冲击地压(冲击矿压)、岩爆是岩石动力破坏形式，是矿井开采中的主要灾害之一。
过去，由于各方面的原因，对冲击地压、岩爆及由采矿引起的矿震的认识具有一定的片面性，从而对研究冲击地压、岩爆带来很多不利影响。
比如，在煤炭行业中，将由于煤岩以突然、急剧、猛烈的形式释放弹性能，导致煤岩层瞬时破坏并伴随煤粉的冲击，甚至造成井巷的破坏以及人身伤亡事故的现象，作为行业标准，统一称之为冲击地压，而如岩爆、煤爆、矿震等术语是禁止使用的；但在水电及金属矿山，将这类现象统一称为岩爆。
事实上，冲击地压、岩爆及矿震尽管具有一定的相似性，或者在一定程度上可以相互替换使用，但是，它们无论是在现象上、构成介质的岩性上、还是在发生机理与控制方法上，都具有实质性的差别。
1.冲击地压冲击地压在英文文献中称之为rockburst或coalbump ，也有的文献称之为pressure bump incollieries，它通常是指在一定条件的高地应力作用下，煤矿井巷或回采工作面周围的煤岩体由于弹性能的瞬时释放而产生破坏的矿井动力现象，常伴随有巨大的声响、煤岩体被抛向采掘空间和气浪等现象。
它往往造成采掘空间中支护设备的破坏以及采掘空间的变形，严重时造成人员伤亡和井巷的毁坏，甚至引起地表塌陷而造成局部地震。
1.1.冲击地压特征综观发生在煤矿的冲击地压可以看出，冲击地压现象具有以下典型特征：(1) 冲击地压多发生在回采期间的超前巷道内，通常超前工作面0～80 m的范围内。
冲击地压发生后，煤壁大范围片帮，煤从煤体中抛出。
(2) 煤矿冲击地压的发生，通常在工作面前方支承压力影响范围内，在应力集中和采动影响下，导致冲击地压的发生(图1)。
(3) 发生冲击地压的煤岩体，煤层顶底板在冲击地压发生后，并不发生或明显发生破坏和变形，而煤体却发生破坏并整体移出，还在煤层与顶底板之间产生明显的滑动擦痕和离层(离层高度约0.1～0.15 m 甚至更大)(图2)。
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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。