矿山岩爆机理的探讨

收稿日期：!"""#$%#&!

基金项目：国家自然科学基金项目’(")*)!%$+

作者简介：唐宝庆’!",%#+，男，湖南永州市人，长沙交通学院基础部讲师，主要从事岩石力学与数学模型的研究。

表!

世界各国矿山发生岩爆的情况

国别

矿山名称岩爆类型中国

湘西金矿

东安锑矿抚顺龙凤矿北京门头沟矿

轻微轻微中等严重美国加利纳银矿中等俄罗斯基洛夫钾矿中等加拿大锡里铜矿中等印度-./01金矿严重南非

234504617089金矿

严重

图!

岩石的单轴压缩破坏试验

"前言

岩爆是地下工程中常发生的复杂的动力失稳现象。近年来，随着矿山开采的数量、规模及其深度日益增长，矿山发生岩爆的现象越来越突出，人员伤亡和财产损失也愈来愈大

〔!:&〕

。为了更好地预防预报

这一类岩爆的发生，首先要分析这一类岩爆产生的

原因，笔者曾对此做过较详细的分析与研究〔&〕；然后

对其机理再加以研究。为此，对这一类岩爆的机理进行了探讨。

!

模拟矿山岩爆现象力学模型的建

立

众所周知，岩爆就是由于地下工程的开挖’或开

采+，使得岩石所受应力重新调整，产生应力集中，当应力达到某一临界值时，岩石发生突然破坏，产生岩爆；从能量的角度来看，岩石内部贮存了巨大的弹性应变能，一旦扰动，弹性能突然释放，使得破坏的岩石获得足够的动能，而发生岩爆。国内外几个矿山发生岩爆的情况如表!所示。

就矿山而言，矿柱就相当于试件，顶底板就相当于试验机的上下压板，如图!所示。换句话说，矿柱就是一种矿山结构，顶底板就是一种矿山结构负荷系统。因此，当矿柱中的平均压力超过其抗压强度极限、加以顶底板的刚度小于矿柱的刚度时，此时矿

柱将发生突然破坏，产生岩爆。这一现象具有普遍

性，为此提出并建立一个与之相似的力学模型。

现已知岩爆发生的一个必要条件：主应力差

’!!#!&+的值较大〔(〕

；换句话说，没有主应力差或主应力差较小时，岩石是不会发生岩爆的。也就是说!

!#!&愈大，发生岩爆的概率就愈大，

两者有着成正文章编号：!$$%#)*!)’)$$$+$)#$$$%#$&

矿山岩爆机理的探讨

唐宝庆!，曹

平)

’!;长沙交通学院，湖南长沙(!$$*,；);中南工业大学，湖南长沙(!$$<&+

摘要：为了探讨矿山岩爆发生的机理，通过建立其力学模型，从理论上论证了矿山岩爆一般发生在矿柱中且具有

普遍性，这对在矿山条件千变万化的情况下，提高对岩爆的认识、预防岩爆的发生有一定的指导意义。

关键词：岩爆；机理；突然失稳破坏中图分类号：=>&!%?;!@=>&))?;!@=>&)(

文献标识码：A

B308CD3E.8F611.G7H640/7

第!(卷第)期I./;!(J E.;)

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