岩爆研究现状和趋势
危岩研究现状及趋势综述
危岩研究现状及趋势综述第一章绪论一、研究背景危岩在地质、工程、环境等多学科领域，都有重要的意义和应用。
随着地质灾害（如滑坡、崩塌等）造成的损失日益增加，人们越来越重视对危岩的研究。
自20世纪70年代以来，危岩研究得到了快速发展，它不仅是科学的一个分支，而且也受到了社会的关注。
二、研究目的为了更好地了解危岩的研究现状及其发展趋势，本文综述了近年来关于危岩相关话题的研究现状、发展趋势以及研究的主要方向，旨在为危岩研究的发展提供一定的参考。
第二章危岩研究现状一、研究内容近些年，在危岩研究领域取得了很多进展。
目前，危岩研究主要包括以下几个方面：1. 物理特性研究：此类研究主要是研究危岩的物理特性，包括岩石结构、岩石物理性质、岩体剪应力、岩石流变性质等。
2. 力学特性研究：此类研究主要是研究危岩的力学特性，包括岩石强度、岩体抗压强度、岩体抗剪强度、岩体抗拉强度等。
3. 开采研究：此类研究主要是研究危岩的开采，包括危岩开采方式、开采技术、施工经济性、安全技术等方面。
4. 动力特性研究：此类研究主要是研究危岩的动力特性，包括岩体的滑动、拉裂和变形特性，以及滑动、拉裂和变形的发展特征。
5. 生态环境研究：此类研究主要是研究危岩的生态环境，包括岩壁的生态规律、植被特性、土壤特性、岩石结构及其对环境的影响等。
第三章危岩研究的发展趋势一、功能研究随着人们越来越关注危岩的安全性，以及危岩生态环境的保护，危岩的功能性研究日渐受到重视。
这类研究不仅包括对危岩的安全性和开采技术，还包括其生态环境的影响和保护。
目前，许多学者正在研究危岩中的复合材料、弹性材料、功能材料和传感器等，旨在发挥其功能和应用价值。
二、数值模拟研究在危岩研究中，近些年来数值模拟技术也受到越来越多的重视。
数值模拟可以用来研究危岩在不同条件下的物理特性，以及危岩开采或受到外力作用时发生的变形、滑动等情况。
目前，已有许多学者利用数值模拟技术，进行危岩的物理特性分析和开采等研究，以考察其安全性和经济性。
地下金属矿山岩爆研究进展及预测与防治
地下金属矿山岩爆研究进展及预测与防治摘要：由于采场、人为因素等多方面因素的影响，当前矿山采场的深孔爆破效果未能获得明显改观。
所以，本文针对当前爆破现状，分析了影响深孔爆破效果的主要因素，并采取针对性的改进措施，从而解决这一问题，起到改善深孔爆破效果、提升矿山开采率的目的。
关键词：地下金属矿山；岩爆；进展；防治引言随着浅部矿产资源的耗尽，金属矿开采逐步进入到深部。
矿井进入深部后，其所处环境复杂多变，往往表现出与浅部开采不同的特点，主要体现在深部开采时存在高地应力等特点。
岩爆就是一种深井高地应力下岩体中聚积的弹性变形势能（超过1.0×105J/m3）因开挖扰动在一定条件下突然猛烈释放的动力学灾害现象，表现为岩石的爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷，也称为冲击矿压。
研究表明，金属矿产资源的深部开采过程中岩爆的发生是一个复杂的非线性力学过程，受到系统内外多种影响因素的综合作用。
由于岩爆的复杂性和突发性，岩爆的预测是深部岩体工程中相关研究者遇到的最棘手的问题之一，国内外还没有形成成熟的理论和方法能够解决岩爆预测问题。
1、工程背景奥同克有限责任公司塔尔德布拉克左岸金矿（下称“左岸金矿”）是紫金矿业集团在吉尔吉斯斯坦投资开发的一座大型黄金矿山。
该矿山矿体赋存于火山环形构造的中央部分，由于受多期构造断裂影响，矿体比较破碎，稳定性很差，极易造成局部垮塌。
矿体岩性组合主要包括石英-绢云母交代岩、石英-碳酸盐交代岩、石英-电气石交代岩，矿体脉岩主要包括闪长岩和破碎闪长二长岩，大部分矿岩属不稳固类型，f=3~17，矿体呈缓倾斜管状和层状（细脉状）产出，倾角25°~40°左右，矿体厚度为16m~90m。
根据左岸金矿矿体开采技术条件，选用上向水平进路充填采矿法开采，具体见图1。
开采时将每个分段划分为四个水平分层按自下而上分层顺序进行开采，在每个分层内划分盘区和进路，进路规格均为4.0m×4.0m （采用1/４三心拱）。
爆破工程发展现状及发展趋势
爆破工程发展现状及发展趋势
爆破工程发展现状：
1.技术不断进步，应用范围不断扩大。
随着科学技术的不断进步，爆破技术不仅仅应用于矿山工程等传统领域，还应用于道路施工、隧道工程、建筑拆除等各个领域。
2.安全性和环保性不断提高。
现代爆破技术对环境和周边建筑的影响越来越小，爆破引起的噪声和振动等也得到了有效控制，安全性和环保性得到了不断提高。
3.数字化、智能化程度提高。
如今，爆破可能直接通过计算机控制，调整并计算千米远的炸药的爆炸力度，数据的收集、分析、处理、反馈等工作也更智能化。
发展趋势：
1.探测技术将更加智能。
爆区域环境、地形、工作面等各种情况可以通过非探测技术进行智能模拟分析，预测弹性震动、毁伤危险等。
2.快速切地面开发成为主流。
矿山作业等领域，要求考虑市场化等因素，快速切人工地表开发越来越受到重视。
这也需要爆破技术的智能化、快速化和自动化水平不断提高。
3.新能源和深海开发的重大挑战。
未来，深海开发、新能源等领域将成为爆破技术的新兴发展方向。
深海开发中，海底地质等复杂状况的开发对于爆破技术提出了更高要求。
而新能源领域中，风电、太阳能等新能源开发，也是爆破技术可行的成熟技能。
岩爆研究现状评述与趋势
岩爆能源米 自于岩体本身存储的应变能，开挖后使围岩处丁高应力状 态， 静 力超过岩石强度时， 岩爆破坏迅速发生。 虽然在 开挖、 爆破后临 岩闱『 Ｉ 词 ： 生 的 裂 隙订 利 丁高 度集 中 的应 力 和能 景 的 释 放 ， 但是 ， 对 于 岩 体 进 行 ＂挖 后 岩 积 聚 大量 弹 性 应变 能 ，存 外 界动 力 扰 动 影 响下 将 大 大 增
３ ． １强 度 理 论
元的村 ｛ 互运动及作用对 物体进 细观模拟岩爆过程，町以很好地表达宏观 物体的各种 动力响应。 不连续变形分析法对于岩体不连续 面的滑移 、 错位和 旋转等大位移的计算有很大的优势， 可以很立 『 地解决这 类 的静力 以及 动力问题。 基于牛顿第二定律理论的离散单元法Ｏ ￣ ｕＤｅ ｃ 程序 ，通过 网格对岩体 单元的接触 面进行划分， 岩体破坏的求解过程 ｌ ＿ 允许块 体问丌裂 、 错动甚 至 刖以脱离母体而下落，这正是这种 町以实现非连续介质材料大变形 问题 的方法的最 大优点 ， 因此， 在岩 十工程中离散单元法用来研究岩爆是 比较适
１引 言
余 能量 向外 界释 放 产 生 岩 爆 。
我 困丰 富 的水 电能 源 开 发 主要 分 布 丁两 部高 山峡 谷地 区 ，村１ 当 多 电站
都 以纵横交错的大型洞室群作为地下厂房建筑物 『 唐春安， ２ ０ １ ２＃ １ ７ ５ ］ 。由 ＿ ｒ地质条件错综 复杂 ， 近年来， 我 同有不少地下工程发生过岩爆现象。 例如， 川藏 公路＿ ． ＿郎Ｊ ¨ 隧道地质条件 比较复杂， 处于高地应力环境下， 曾在施工过 程 １ 发十过多次烈度不等的岩爆现象［ １ ］ 。 ¨ ， 由１ 岩爆 问题的高度 复杂性 ， 岩爆机 尚不清 楚， 岩爆的预测还 不够准确 ， 相ｌ 火研 究成果远末满足 ］ ＝ ＝ 程实践要求 。 ２岩 爆 的破 坏 现 象
矿山岩爆与灾害防治
监测与预警技术的发展趋势
智能化
利用人工智能、大数据等技术提高监测和预警的智能化水平，提 高预警的准确性和实时性。
多方法融合
将多种监测方法进行融合，综合分析各种数据，提高预警的准确 性和可靠性。
远程化
利用无线网络和云计算等技术实现远程监控和预警，提高预警的 及时性和有效性。
04
矿山灾害防治措施
预防措施
保护矿产资源
资源可持续利用
矿产资源是宝贵的国家资产，岩爆等 灾害不仅会破坏矿体，还会影响矿产 资源的可持续开采和利用。有效的灾 害防治措施能够减少资源损失，确保 矿产资源的可持续利用。
提高采矿效率
稳定的作业环境是提高采矿效率的基 础。通过防治矿山灾害，可以创造更 加安全、稳定的作业环境，进而提高 采矿效率和企业经济效益。
中国山西某煤矿的岩爆防治
采用综合防治措施，包括加强地质勘查、优化采掘方案、强化安全监管等，有效降低了岩爆发生的概 率。
案例分析的启示与借鉴意义
重视地质勘查
在矿山设计和开采前，应充分了解地质构造和岩体应力分布情况， 为预防岩爆提供科学依据。
强化安全监管
建立健全矿山安全监管体系，加强日常巡查和监测，及时发现和处 置岩爆隐患。
在确保安全的前提下，组织人员对灾害现场进行清理，寻找并救 助失踪和受困人员。
灾后评估与重建
对灾害造成的损失进行评估，制定灾后重建计划，包括修复受损设 施、重建采掘工作面等。
完善矿山安全管理体系
针对灾害发生的原因和暴露出的安全管理漏洞，完善矿山安全管理 体系，提高灾害防治水平。
05
典型案例分析
国内外典型岩爆灾害案例
矿山岩爆与灾害防治
汇报人：可编辑 2023-12-31
岩石爆破理论模型的研究现状及发展趋势
岩石爆破理论模型的研究现状及发展趋势3孙波勇,段卫东,郑峰,廖成孟(武汉科技大学理学院, 湖北武汉 430081)摘 要:介绍了岩石爆破理论模型研究的发展历程和国内外研究现状。
根据现有各理论模型所依据的理论基础,对模型的适用范围和存在的问题进行了分析、探讨,认为现有模型都存在一定的缺陷,不能满足目前工程爆破设计的要求,在此基础上,就爆破理论模型的发展趋势提出了一些看法。
关键词:爆破理论模型;弹性模型;断裂模型;损伤模型;非线形中图分类号:T D235.1 文献标识码:A文章编号:1005-2763(2007)02-0069-03Presen t St a tus and D evelop m en t a l Trend ofTheoreti ca lM odels of Rock Bl a sti n gSun B oyong,D uan W eidong,Zheng Feng,L iao Chengm eng(College of Science,W uhan University of Science and Technol ogy,W uhan,Hubei430081,China) Abstract:The devel op ing course and the status quo of domestic and foreign research on theoretical models for r ock blasting are p resented.According t o the theoretical basis of the vari ous exist2 ent theoretical models,of which the app licati on range and exist2 ing p r oble m s are analyzed and discussed.It is considered that all the existent models have s ome certain deficiencies and there2 fore,cannot meet the demands of the design of actual engineer2 ing blasting.On this basis,this paper br ought for ward s ome o2 p ini ons on the devel opmental trends of theoretical models f or r ock blasting.Key W ords:Theoretical model f or r ock blasting,Elastic model, Fracture model,Da mage model,Nonlinearity0 引 言通过建立合理的岩石爆破理论模型,可以真实地再现爆破作用下岩石的破坏过程,揭示爆破作用下岩石的破碎规律,为完善和发展爆破理论、提高爆破设计技术提供理论依据[1]。
深部开采岩爆研究现状综述
深部开采岩爆研究现状综述深部开采岩爆研究现状综述摘要：岩爆是⼀种世界性的地质灾害，随着矿⼭开采深度的增加，岩爆已经成为⼀种越来越突出的潜在威胁，极⼤地威胁着矿⼭施⼯⼈员和设备的安全。
⽬前，国内外在岩爆⽅⾯做了⼤量的研究⼯作，但是，由于岩爆问题极为复杂，还没有成熟的理论和⽅法。
本⽂针对岩爆定义、岩爆发⽣机理、岩爆预测预报、岩爆控制的研究现状，进⾏了归纳分析与评述。
关键词：岩爆，岩爆发⽣机理，岩爆预测，研究现状前⾔随着浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度越来越⼤。
近年来，我国⼀些⾦属矿相继进⼊深部开采，如云南会泽铅锌矿采深已超过1000m，铜陵冬⽠⼭铜矿采深已达1100m，抚顺红透⼭铜矿已进⼊900-1100m深度，湘西⾦矿超过850m，⼭东玲珑⾦矿采深⼰达800m。
深井矿⼭开采，最显著的变化是显现“⾼应⼒、⾼温和⾼孔隙⽔压”的“三⾼”特性，开采环境⼤⼤恶化，潜在的重⼤安全隐患增多。
岩爆作为地下⼯程的⼀⼤危害，直接威胁施⼯⼈员、设备的安全，影响⼯程进度，如何有效的减轻岩爆引起的灾害，已成为世界性的地下⼯程难题之⼀，并受到世界各国相关学者的⼴泛关注。
岩爆发⽣地点具有“随机性”、孕育过程具有“缓慢性”、发⽣过程具有“突发性”，对⽣产安全和⼯程可靠性的危害极⼤，已经严重影响了矿⼭的正常⽣产。
⽬前，国内外在岩爆⽅⾯做了⼤量的研究⼯作，但是，由于岩爆问题极为复杂，还没有成熟的理论和⽅法。
1、岩爆定义及分类1.1岩爆的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。
国内普遍认为岩爆是地下⼯程或采矿过程中岩体破坏的⼀种形式。
它是处于⾼地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，其内部储存的应⼒能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩体从母岩体中急剧、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。
岩爆PPT课件
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Russense 判据
• Russense岩爆判别法是根据洞室的最大切向应力σθ与岩 石点荷载强度Is的关系，建立了岩爆烈度关系图。把点荷 载Is换算成岩石的单轴抗压强度Rc ，并根据岩爆烈度关系 图判别是否有无岩爆发生。其判别关系如下：
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岩体RQD值判据
• 中国学者把岩体的RQD(岩体质量指标)值大 于60%作为岩爆发生时的判据。有资料表 明，σ1/Rc值大部分介于0.2～0.5之间，其 出现频率与总事件数为66%，岩爆发生时 其比值一般大于0.2，其出现频率与总事件 数82%。
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秦岭隧道判据方法
• 谷明成通过对秦岭隧道的研究提出以下判 据：
6
能量理论
• 20世纪60年代中期，库克等人在总结南非 金矿岩爆研究成果的基础上提出了能量理 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。这种理论较 好地解释了地震和岩石抛出等动力现象。
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断裂损伤理论
Rc≥15Rt Wet≥2.0 σθ≥0.3Rc Kv≥0.55
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谷–陶岩爆判据
σ1＞0.15Rc (力学要求) Rc≥15Rt (脆性要求) Kv≥0.55 (完整性要求) Wet≥2.0 (储能要求)
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岩爆的现场预测方法
• 岩爆预测预报是为岩爆防治工作确定岩爆 发生的时间、地点、烈度等信息。
• 微震(A-E)法 • 微重力法 • 电磁辐射监测预报法 • 地震学预测法
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Turchaninov 方法(T方法)
我们的岩石力学课题——岩爆
中等的岩爆活动性。岩石大量成片状或 松弛，有随时间发生形变的趋势
高度的岩爆活动。放炮后，边顶拱上即 达到Conlomb-NaVier 有严重掉块，底拱上或片状破裂或拱起，或修正Griffith准则强度值 洞壁有严重的破碎和变形。可听到象开 枪一样的声音
强度。采用超前钻孔向煤等非坚硬岩体高压均匀注水，该方法可 以通过三方面作用来防治岩爆：1、可以释放应变能并且将最大 切向应力向围岩深部转移；2、高压注水可以软化降低岩体的强 度；3、高压注水产生了新的张裂隙并使原有裂隙继续扩展，从 而降低了岩体储存应变能的能力。但是对于具有高地应力的坚硬 岩体来说，岩体内裂隙由于受到注水的润滑作用又能触发引起 “地震”，结果往往起不到应有的软化围岩的作用。
岩爆的防治措施
岩爆的防治措施研究
岩爆的防治：通过大量的工程实践以及经验的积累，目前已经找到了许多行之有 效的治理岩爆的措施。主要可以归纳为以下三点：
一、通过改善围岩的物理性能的方式来预防岩爆； 二、通过改善围岩的应力条件的方式来预防岩爆； 三、通过加固围岩的方式来预防岩爆。
岩爆的防治措施
一、改善围岩的物理性能： 例如在洞壁经常喷洒冷水，一定程度上可以降低表面层围岩
剩余能量转变的动能还可能在岩石中产生应力波扩散或供破 裂后的岩片弹射出岩体，后者只能在围岩近表面处发生。
岩爆的发生原理、机制及烈度分级
岩爆烈度 根据岩爆现象进行岩爆烈度分级即Russense将岩爆分级与岩石应力状态联
系在一起，见下表：
岩爆等级 0 1 2 3
描
述
应力状态
无岩爆，无岩石应力引起的不稳定问题， 岩石中无声音
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。
岩爆发生的机理分析及防治措施综述
岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆发生的机理分析及防治措施综述岩爆是指在矿山或隧道等地下工程中，由于开采、支护等因素引起的岩石失稳，产生爆炸性破裂现象。
岩爆是一种具有不确定性的地质灾害，通常会带来严重的人身、财务和环境损失，并对生产经营和社会经济发展产生重大冲击。
因此，对于岩爆的机理和防治措施研究具有十分重要的现实意义。
本文将对岩爆发生的机理和防治措施进行综述。
一、岩爆发生的机理1. 地质构造因素地质构造因素是影响岩爆发生的重要因素之一。
在构造破坏带中，由于岩石受到地质应力的影响，容易发生失稳破裂，导致岩爆发生。
地震、断层等对于岩石的破坏也会增加岩爆的发生概率。
2. 工程开采因素工程开采是导致岩爆发生的主要因素。
开采过程中，挖掘面积越大，矿井和隧道的支护条件越差，岩石失稳的概率就越大。
此外，工程开采在时间和空间上的连续性也会加剧岩体受到应力的变化，导致岩体剪切、断裂、滑动等破坏变形。
3. 岩石学因素岩石学因素主要是岩石自身的物理性质和化学成分的影响。
矿石脆弱易碎、裂纹多、脱落等都会导致岩体失稳。
温度变化、湿度、酸性环境、物理载荷等都会引起岩体内部应力变化，导致岩体的不稳定性。
二、岩爆防治措施1. 改善开采条件通过改善开采条件来减少岩爆的发生。
包括提高采矿工效、优化采矿工艺、加强矿井、岩体的支护加固等。
2. 增加固结措施增加固结措施，提高岩体的稳定性。
包括加固巷道、转运通道、提高采场固结、防止煤柱圧缩变形等。
3. 保持合理水平保持合理的水平，可以有效地降低岩爆的发生概率。
通过设置隔水帷幕、加强采前排水、控制配水压力等来调节水压力，减轻岩石应力。
4. 增强技术管理加强矿山技术管理，对伤害性岩石进行有效的监测和评价，及时开展防范措施，有效避免岩爆的发生。
5. 保证爆破安全在矿山爆破作业中，保证使用合适、安全的爆破材料和爆破方案，避免不必要的岩体破裂和爆炸风险，在工艺方面采用手动控爆炸，便于随时停止。
危岩研究现状及趋势综述
危岩研究现状及趋势综述危岩研究现状及趋势综述近年来，随着海岩资源勘查研究等科学技术的迅速发展，危岩研究也变得更加重要。
危岩是一类可能威胁邻近建筑物和交通等的岩石，具有危险性和不稳定性。
危岩研究主要包括危岩的识别、监测、评估以及防治等方面。
本文主要介绍了危岩研究的现状及发展趋势。
一、危岩识别危岩的识别是评估危岩及其稳定性的重要环节，近年来，已成功开发出多种有效的识别技术，如地层学法、X射线CT扫描法、超声测厚法和激光扫描法等。
这些技术的使用可以准确地识别危岩，从而为对其稳定性进行评估提供可靠数据。
二、危岩监测危岩监测是评估危岩稳定性的另一个重要环节。
近年来，许多新的监测技术已经被成功开发出来，它们能够精准的检测出危岩的变化情况，从而更好地评估危岩的稳定性。
新的监测技术包括水文监测、电阻率测量法、基于机器视觉的岩体有效成分测量法以及遥感技术等。
三、危岩评估评估危岩的稳定性是危岩研究的重要组成部分。
近年来，已有许多新的评估方法被提出，它们可以以不同的方式如数学模型、概率模型、微观结构模拟等准确的评估危岩的稳定性，为科学的岩层防治提供有力的支持。
四、危岩防治危岩的防治是研究危岩的重要环节。
近年来，许多新的防治技术已被成功开发出来，它们可以有效地提高危岩稳定性，使危岩不再威胁到邻近建筑物或者交通。
这些防治技术包括岩体变形特质测试、岩体位势改变预测技术、山体坡度稳定化技术以及岩体水价位变化控制技术等。
总结危岩研究已从单一技术发展成多学科综合技术，学术研究也取得了快速的发展。
未来，危岩研究将更加注重综合应用，旨在更好地识别、监测和评估危岩，以提供更加可靠和有效的岩层防治技术。
《2024年基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定》范文
《基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定》篇一一、引言随着交通建设的快速发展，隧道工程在山区建设中扮演着越来越重要的角色。
然而，隧道施工过程中常常面临岩爆等地质灾害的威胁。
高楼山隧道作为重要的交通通道，其施工过程中岩爆问题尤为突出。
本文旨在通过岩爆碎屑的研究，对高楼山隧道的岩爆机理进行分析，并对其类型进行判定，以期为类似工程提供参考。
二、岩爆碎屑研究岩爆碎屑是岩爆发生时，岩石破碎、剥落所产生的碎屑。
通过对岩爆碎屑的形态、粒度、成分等特征进行分析，可以了解岩爆的能量释放、岩石性质及岩爆过程等信息。
在高楼山隧道中，我们收集了不同位置、不同时间的岩爆碎屑样本，进行了系统的分析。
三、高楼山隧道岩爆机理分析1. 地质条件影响：高楼山隧道地质条件复杂，存在软硬岩交互、断裂带等不利因素，这些地质条件为岩爆的发生提供了条件。
2. 岩石性质：岩石的物理力学性质对岩爆的发生具有重要影响。
硬度高、脆性大、结构面发育的岩石更容易发生岩爆。
3. 应力状态：隧道开挖过程中，围岩应力重新分布，当局部应力达到岩石强度极限时，便可能发生岩爆。
4. 地下水作用：地下水的存在会降低岩石的强度，增加岩石的脆性，从而促进岩爆的发生。
综合上述因素，高楼山隧道岩爆的机理可以归纳为：在地质条件复杂、岩石性质脆弱、应力状态改变及地下水作用等多重因素共同作用下，隧道围岩发生破碎、剥落，形成岩爆碎屑。
四、高楼山隧道岩爆类型判定根据岩爆碎屑的形态、粒度、发生条件等因素，我们将高楼山隧道的岩爆类型划分为以下两种：1. 局部岩爆：主要发生在岩石性质脆弱、应力集中区域，表现为局部岩石的破碎、剥落。
2. 整体岩爆：主要发生在地质条件复杂、岩石性质较差的区域，表现为大范围的岩石剥落、塌落。
五、结论本文通过对高楼山隧道岩爆碎屑的研究，对其岩爆机理进行了深入分析，并对其类型进行了判定。
希望这些研究成果能为类似工程提供参考，同时，也希望能引起对隧道工程中岩爆问题的进一步关注与研究。
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。
对矿山开采岩爆现象的讨论
对矿山开采岩爆现象的讨论摘要：岩爆灾害会造成人员伤亡、停产等严重后果，已成为世界性的地下工程难题，本文对岩爆现状、存在的问题以及岩爆研究进行了讨论。
关键词：矿山开采；岩爆；研究岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中，硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力分异，储存于岩体中的弹性应变能突然释放，因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
它可能造成施工人员伤亡、施工设备毁坏、施工进度延缓，导致施工综合成本增加，已成为世界性的地下工程难题之一。
一、深井岩爆自２０世纪８０年代以来，随着金属矿山开采深度的逐年递增，深井开采中的岩爆事故越来越严重。
南美、美国、智利、加拿大、澳大利亚等国都因深井开采的金属矿山受到岩爆危害，造成死伤、停产等严重后果。
深部开采目前学术界还没有形成一个统一的明确概念，一般认为，当矿床埋藏较深而使生产过程中出现在一般矿床开采时不曾遇到的技术难题，此时的地下开采模式便可称为深部开采。
在我国，当硬岩矿山开采深度超过６００ｍ即公认为深部开采。
据不完全统计，目前我国有３／５的矿山因资源枯竭而接近尾声或已闭坑，其余２／５的矿山将陆续转入深部开采。
例如，红透山铜矿目前开采己进入９００－－１１００ｍ深度；冬瓜山铜矿已建成２条超１０００ｍ竖井来进行深部开采；弓长岭铁矿设计开拓深度己达７５０ｍ，距地表达１００ｍ；夹皮沟金矿二道沟坑口矿体延深至１０５０ｍ；湘西金矿己开拓３８个中段，垂深超过８５０ｍ。
深井开采势在必行，已是国际矿业的重要研究领域。
我国发现岩爆的金属矿山比较典型的主要有辽宁的红透山铜矿、狮子山铜矿冬瓜山矿床，随着开采深度的进一步加大，岩爆有增加的趋势。
所以我国将要进入或已经进入深部开采的矿山将会面临岩爆的威胁。
深部开采所面临的一个重大问题就是高地应力，深井的高应力是诱发岩爆重要原因。
由于岩爆发生机理与诱发因素的复杂性和岩爆显现的突发性及随机性，岩爆预测与控制的研究还远不能满足深井安全开采的要求，所以，今后岩爆研究的工作重点将是深井岩爆。
岩爆的研究现状及展望
即可称为岩爆 （ 以挪威 岩爆专 家 Ｒ ｓｅｅ Ｉ ｕｓｎｓＢ． Ｆ为代 表 ）另一 种观 ；
ａ／Ｒ判据法 ： ０ａ 国内外 学者多将切 向应 力 Ｏ 和岩石单 轴抗压 ＂ ０ 强度 Ｏ ＂ 比值作 为岩爆判据 。拉森斯 １７ Ｒ之 ９ ４年就应用有限元计算 和 Ｋｉｃ 方程 ： ｒｈ ｓ 洞壁 ＝３ ｌ ３计 算洞 壁最 大 切向应 力 一 ， ａ一 ， 利 用 一 及其岩样 上点荷 载 强度 值 ， 他绘 制出岩爆 烈度 与隧道 和 的关 系图 ， 用于预测岩爆 和判 定岩爆等级 。
点则认为 只有产生 弹射 、 抛掷性 破坏 者才 能称 为岩爆 ， 将无 动 而 力弹射现象 的破裂归属于静态下 的脆性破坏 （ 如谭 以安等 ） 。
２ 岩爆 烈度 分级
迄今 为止 ， 国内外对 岩爆 烈度分级 问题 尚有不 同的见解 。德 国学者 Ｇ 布霍依诺 １８ 年根据岩爆 发生 时对 工程 的危 害程度 ， ． ９１ 将岩爆烈度划分 为轻微 损害 、 中等损害 、 严重损害 三级 ； 挪威岩爆 权威人士拉森斯 （ ｕｓｎｓ Ｂ Ｆ 的岩爆 烈度 分级 方 案在 国外很 Ｒ ｓｅｅｓ ． ） 有影 响， 他在 １ ７ ９ ４年研究挪威陡 山坡 隧道时 ， 根据 岩爆 发生 时 就 的声响特征 、 围岩爆裂破坏特征 等将岩 爆烈 度划分 为 ０级 ～３ 级 四级。谭 以安 １８ ９ ８年依 据岩爆 发 生时 的力学 和声 学特 征 、 破坏 方式及其危害程度将岩爆烈度划分为弱 、 中等、 强烈 、 极强 四级； 王 兰生 １９ ９８年在谭 以安 的基础上 ， 进一步根据声响 、 运动 、 时效 、 影响 深度 、 工程危害和破裂性质将岩爆烈度划分为轻微 ～剧烈 四级 。
国内外岩爆研究现状综述
26
长江科学院院报
1999 年
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。 综上所述, 由于岩爆是极为复杂的动力失稳现 象 , 迄今人们对其形成机理还没有统一的认识。
( 2)
/ R b 判据预测法 : 国内外学者多将有限 和岩石单轴抗压强 = 3 1, 计算洞
中等岩爆 ( 二级 ) 有相当数 量的岩片弹 射和松脱 , 洞内周 边岩 体变 形 , 有随 时间 发展 趋势 , 有 的岩 体有 较 强烈的爆裂活动
二 郎山 公路 隧 道 高地 应力 与 围 岩稳 定性 课 题 组 ( RM S 方 案 , 1998 年 )
中等岩爆 ( Ⅱ ) 爆裂 脱落、 剥 离现 象 轻微岩爆 ( Ⅰ ) 较 严 重, 少 量 弹 射; 围岩 表层 零星 有清 脆的 爆裂 声 ; 持 间断 爆 裂松 动、 续时 间较 长 , 有随 时 剥 落 , 有 噼 啪、 间累进性向深部 发 撕裂 声 响 , 对施 展的 特征 , 爆 裂深 度 工影响甚微 可 达 1m 左 右 ; 对 工 程施工有一定影响
铁 道部 第二 勘 测 设 计 院 ( 1996 年) 交 通部 第一 公 路 设 计 院 ( 1996 年)
弱岩爆 微 弱岩 爆 (一 级) 岩石 个别 松脱 和破 裂 , 有 微弱 声响
强烈岩爆 剧烈岩爆 ( 三级 ) 顶 板、 侧壁围岩发生 严 重 岩 片 弹 射, 甚 至 有 巨 石 抛 射, 其 声 响 如 炮 弹 爆 炸; 底 板 隆 起, 洞 壁 周 边 变 形 严 重 , 可引起洞室坍塌 剧烈岩爆 ( Ⅳ ) 剧 烈的爆 裂弹射 甚至 抛 掷, 有 似 炮 声 巨 响 声 ; 岩爆 具突 发性 , 并 迅 速 向围 岩 深部 扩 展 , 影响 深度可 达 3 m 左 右; 严 重 影 响 甚 至 摧毁工程
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。
岩爆名词解释
岩爆名词解释
岩爆是指在地下煤矿或其它矿山工作面开采过程中，由于采矿技术和工艺的不完善，导致岩石爆炸性释放能量的现象。
岩爆通常是由煤与矿石开采过程中的应力释放引起的，这些应力释放会导致岩石断裂和破碎，释放出巨大的能量。
岩爆是一种非常危险的现象，它会导致矿工受伤或死亡，严重损坏矿山设备和设施，并且影响整个矿山的生产运营。
因此，研究和预防岩爆是矿山安全管理和技术改进的重要课题。
岩爆的形成机制是复杂的，通常涉及煤与岩石的力学性质、应力场分布、岩层结构、地质构造等因素。
近年来，随着科学技术的发展，关于岩爆的研究也取得了一些进展。
通过采用地震监测、应变测量、岩石力学试验等手段，研究人员能够更好地了解岩爆的发生机理和预测方法。
岩爆的预防和控制主要依靠科学的矿山设计和合理的采矿方法。
首先，应根据地质情况和岩层特性合理选择采矿方法，避免引发岩爆的潜在危险。
其次，需要进行详细的岩爆预测和监测工作，在矿山工作面和采矿过程中及时发现和处理岩爆的迹象，采取相应的安全措施。
此外，还要加强矿工的安全培训，提高他们的安全意识和自我保护能力。
岩爆的预测和控制是一项艰巨的任务，需要多学科的合作和长期的努力。
目前，各国在岩爆研究和预防方面都投入了大量的人力和物力，取得了一些进展。
然而，由于岩爆的影响因素复杂多样，还有很多问题需要进一步探索和解决。
总的来说，岩爆是一个涉及地质学、力学学、矿山工程学等多学科的研究领域，它对矿山的生产运营和矿工的安全健康具有重要影响。
随着科技的不断发展和研究的深入，相信未来在岩爆预防和控制领域将会取得更多的突破和进展，为矿山安全和矿工健康提供更好的保障。
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岩爆研究现状和趋势
下面为大家总结了一些关于岩爆研究现状和趋势，一起来看一下吧！
1 引言
岩爆是高地应力条件下地下岩体工程开挖过程中，由于开挖卸荷引起围岩内应力场重新分布，导致储存于硬脆性围岩中的弹性应变能突然释放，并产生爆裂、松脱、剥离、弹射甚至抛掷等破坏现象的一种动力失稳地质灾害，它直接威胁施工人员、设备的安全，影响工程进度，已成为世界性的地下工程难题之一。
2 岩爆机理研究
2.1 强度理论
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。
2.2 能量理论
20世纪60年代中期，库克等人在总结南非金矿岩爆研究成果的基础上提出了能量理论。
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。
这种理论较好地解释了地震和岩石抛出等动力现象。
2.3 刚度理论
20世纪60年代中期，Cook和Hodgei发现，用普通压力机进行单轴压缩实验时猛烈破坏的岩石试件，若改用刚性试验机试验，则破坏平稳发生而不猛烈，并且有可能得到应力-应变全过程曲线。
他们认为，试件产生猛烈破坏的原因是试件的刚度大于试验机(即加载系统)的刚度。
20世纪70年代Black将刚度理论用于分析美国爱达荷加利纳矿区的岩爆问题。
认为矿山结构(矿体)的刚度大于矿山负荷(围岩)的刚度是产生岩爆的必要条件。
佩图霍夫认为，岩爆发生是因为岩体破坏时实现了柔性加载条件。
在他的研究中也引入了刚度条件，并且明确认为矿山结构的刚度是峰值后载荷-变形曲线下降段的刚度。
2.4 岩爆倾向理论
岩石本身的力学性质是发生岩爆的内因条件。
用一个或一组与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倾向理论。
2.5 失稳理论
失稳理论是将围岩看成一个力学系统，将岩爆当作围岩组成的力学系统的动力失稳过
程。
岩石在已具备大量弹性应变能及峰值强度以后处于非稳定的平衡状态，在干扰性因素如洞室的开挖、地震、围岩振动等因素的影响下，岩石会失稳。
因此，可将稳定性理论应用于岩爆判据分析，干扰性因素是岩爆形成的触发因素。
2.6 断裂损伤理论
近年来，断裂力学和损伤力学的发展，对经典连续介质力学产生了巨大的影响，运用断裂力学和损伤力学分析岩石的强度可以比较实际地评价岩体的开裂和失稳。
损伤理论是通过建立岩石材料的损伤本构模型，把岩石的破坏过程看成岩石的损伤积累过程。
损伤积累到一定程度，就出现了宏观裂纹，如此时损伤继续积累，就可能产生应变软化现象从而导致岩石储存应变能的能力降低，出现弹性应变能的释放，如多余能量向外部传递，就会引起岩爆。
2.7 分形理论尽管岩爆所经历的物理过程相当复杂，但数学上，它仅是一个分形集聚几何过程。
远在岩爆发生之前，微地震事件几乎均匀地分布在高应力区，对应着高的分形维数值，接近岩爆发生时，微地震事件集聚式地发生，对应较低的分形维数。
这就是岩爆的分形几何机理。
2.8 突变理论
所谓突变是指从一种稳定状态跳跃式地转变到另一种稳定状态，或者说在系统演化中，某些变量的逐渐变化导致系统状态的突然变化。
突变理论的一个显著优点是，即使在不知道系统有哪些微分方程，更不用说如何解这些微分方程的条件下，仅在少数几个假设的基础上，用少数几个控制变量便可预测系统的诸多定性或定量性态。
3 岩爆判据
为了判断洞室或隧洞(隧道)在何种情况下发生岩爆以及若可能发生岩爆时
其严重程度如何，国内外学者提出了许多岩爆判据和岩爆分级。
3.1 E. Hoek 方法 0.34（少量片帮，Ⅰ级）
0.42（严重片帮，II级）σmax/Rc=
0.56（需重型支护，III级）
>0.7（严重岩爆，IV级）
式中：σmax为隧洞断面最大切向应力，Rc为岩石单轴抗压强度。
3.2 Turchaninov 方法(T方法)
Turchaninov 根据科拉岛希宾地块的矿井建设经验，提出了岩爆活动性由洞室切向应力σθmax和轴向应力σL之和与岩石单轴抗压强度Rc之比确定：。