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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。
《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。
高楼山隧道作为一项重要的交通工程，其岩爆问题尤为突出。
因此，对高楼山隧道岩爆机理的分析与类型判定显得尤为重要。
本文基于岩爆碎屑研究，对高楼山隧道的岩爆机理及类型进行深入探讨。
二、岩爆碎屑研究岩爆碎屑是岩爆发生时从岩石表面剥落下来的碎片。
通过对岩爆碎屑的形态、成分、大小等特征进行研究，可以了解岩爆发生的条件、过程及机理。
因此，本文首先对高楼山隧道施工过程中产生的岩爆碎屑进行采集和分类，为后续的岩爆机理分析和类型判定提供依据。
三、高楼山隧道岩爆机理分析1. 地质因素高楼山地区地质构造复杂，地应力较高。
在隧道开挖过程中，地应力的重新分布和集中可能导致岩石发生脆性破坏，从而引发岩爆。
此外，岩石的物理力学性质、节理发育情况等因素也会影响岩爆的发生。
2. 施工因素隧道施工过程中，爆破震动、支护方式等因素可能对岩体的稳定性产生影响，从而诱发岩爆。
特别是当爆破震动导致岩石内部应力超过其承受能力时，容易发生岩爆。
四、高楼山隧道岩爆类型判定根据岩爆碎屑的特征及岩爆发生的过程，将高楼山隧道的岩爆类型分为以下几种：1. 剥落型岩爆剥落型岩爆是指隧道开挖后，由于地应力的重新分布和集中，使隧道周边岩石发生剥落现象。
这种类型的岩爆通常发生在隧道拱腰、拱顶等部位，对施工安全造成较大威胁。
2. 弹射型岩爆弹射型岩爆是指岩石在瞬间发生大面积、大范围的剥落和弹射现象。
这种类型的岩爆具有较大的破坏力和危险性，往往伴随着强烈的震动和噪声。
3. 掉块型岩爆掉块型岩爆是指岩石在隧道内部发生较大范围的崩塌和掉块现象。
这种类型的岩爆通常发生在地质构造复杂、地应力较高的地区，对隧道结构和施工安全造成严重影响。
五、结论与建议通过对高楼山隧道岩爆碎屑的研究，本文分析了其岩爆机理及类型。
研究思路结合现场工程地质调查、实验数据和三维有限元分析结果对岩爆进行定性和定量分析研究，针对金矿的具体情况，对岩爆监测预报系统进行初步设计，并提出相应的岩爆预防措施。
具体研究内容和方法如下：1.对已有的岩爆研究成果进行系统全面的分析，特别是预测理论方面进行详细的了解，为此次岩爆的研究奠定理论基础。
岩爆的预测方法可以分为理论分析法和现场实测法。
（1）岩爆发生机理通过查阅文献了解到，针对岩爆发生的特点，学术界提出了若干假说，以更好的指导实践。
归纳起来主要有岩石破坏的强度理论、能量理论、冲击倾向性理论、刚度理论、三准则理论、失稳理论、突变理论、分形理论、三因素理论等。
以上理论本质上是有联系的。
例如，失稳理论是对强度理论、刚度理论和能量理论的发展;突变理论也是对强度理论、刚度理论和能量理论的进一步发展;“三因素”理论是冲击倾向理论和能量理论的综合。
所以，目前岩爆机理研究中强度理论、能量理论和冲击倾向理论仍占主导地位。
（2）基于岩石力学理论的岩爆倾向性预测方法1）最大主应力判据由最大主应力、切应力之比作为倾向性判据。
2）最大剪应力判据，剪切破裂型岩爆和断层滑移型岩爆发生的频率虽然较低,但其破坏性却较大。
根据库伦破坏准则，剪切或滑动破坏发生前后滑移面上的剪切应力差称为超量剪应力Ryder（1987年,1988年）等人据此给出了岩爆倾向性的判别指标。
3）根据岩性判据4）能量判据（2）现场实测法1）声发射（Acoustic Emission,AE）监测声波发射AE 法即Acoustic-Emission方法。
它是对岩爆孕育过程直接到监测方法，也是最直接的预报方法。
2）微重力法微重力法是采用物探的方法对岩爆进行预测，其理论基础是脆性岩石的“扩容”现象。
3）地质超前预报岩爆的发生不仅取决于地应力条件，而且还与岩性及其分布特征、岩体结构、断裂和地下水状况及其它因素有关。
4）岩体电磁辐射监测法这一方法是依据完整岩石压缩变形破坏过程中，弹性范围内不产生电磁辐射，峰值强度附近时电磁辐射最强烈，软化后无电磁辐射的原理，采用特制的仪器，现场监测岩体变形破裂过程中发出的电磁辐射“脉冲”信号，通过数据处理和分析研究，来预报岩爆。
岩爆危害预测与控制的数值模拟方法研究岩爆是指矿井、地下工程中由于地质结构和地应力的变化而导致的巨大破坏性能量释放。
岩爆的危害非常严重，可以导致人员伤亡、设备损坏和安全隐患。
因此，对岩爆进行预测和控制非常重要。
数值模拟是一种利用计算机模拟现实过程的方法，它可以以低成本进行大量试验，使我们能够更好地了解和预测岩爆的危害。
本文将介绍利用数值模拟方法进行岩爆危害预测和控制的一些基本原理和方法。
一、数值模拟方法数值模拟是将现实世界的问题转化为计算机可以处理的数学模型，并通过计算机模拟在现实系统中各种物理、化学等现象的发展过程，以得到我们感兴趣的信息。
数值模拟方法可以分为有限差分法、有限元法、边界元法等多种。
其中，有限元法是一种广泛应用的方法，因其能够处理多种复杂的工程问题而被认为是最受欢迎的数值模拟方法之一。
二、岩爆危害预测岩石中的裂隙会导致地应力的变化，进而导致矿井中岩石的破裂和岩爆事故的发生。
因此，了解裂隙的分布和变化对于岩爆危害的预测非常重要。
数值模拟可以帮助我们了解岩石中裂隙的变化和演化过程。
其中，有限元法可以建立复杂的岩体模型，模拟岩石中各种应力场的变化，并确定岩体破裂的位置和形态。
此外，有限元法还可以预测岩体在不同应力下的破断模式和破碎程度，从而了解岩体的稳定性，预测岩爆危险程度。
三、岩爆危害控制预测岩爆危害的同时，我们还需要有效地控制岩爆危害。
具体而言，我们可以从以下几方面入手：1. 改善矿井通风系统，使矿井内的气流流通良好，避免热量和气体积聚导致爆炸。
2. 采用恰当的爆破技术，减轻爆破震动对岩石的损伤，避免引起岩爆。
3. 对有岩爆危险的工作面进行加强，例如，在矿井中设置支撑和固化设施，以防止岩石破坏。
4. 定期维护和检查矿井设备和矿井环境，发现问题及时处理，防止事故的发生。
在岩爆危害控制的过程中，数值模拟方法可以帮助我们设计合适的岩体支护方案和爆破方案，以及优化矿井通风系统，减少岩爆危害。
岩爆判据与控制技术曾健单卫华（中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司四川成都 611130）摘要：论文针对锦屏Ⅱ级水电站2#引水隧洞钻爆法开挖所揭露地质及所遇岩爆情况，提出对开挖过程中岩爆判据、预防、控制技术等相关建议。
关键词：引水隧洞岩爆判据控制技术1 引言高地应力条件下大型地下洞室群稳定性与优化研究是岩土工程学科亟待解决的前沿课题。
随着西部开发战略的实施，我国重大基础设施建设正以前所未有的速度在全国展开，西部地区的高山峡谷以及开发深度的增加使得岩爆问题日益突出。
在水电工程方面，二滩、渔子溪、太平驿、天生桥二级、福堂等水电站、雅砻江锦屏二级水电站的地下工程在修建过程中都发生过不同程度的岩爆。
由于西部地区现代地壳活动强烈、高地应力场和外动力地质作用显著，从而使得在该地区修建大型地下洞室群的稳定与安全问题变得十分突出，特别岩爆问题日益突出。
高地应力条件下大型地下洞室群在开挖过程中，因开挖卸荷作用，可引起围岩内部集聚的弹性应变能突然释放，造成围岩岩爆等地质灾害，给洞室围岩的稳定性和人员设备安全带来严重威胁。
岩爆灾害问题已成为我国深部开发急待解决的一个难题，岩爆问题的深入研究日趋迫切。
2 工程地质概况锦屏Ⅱ级水电站位于四川省凉山彝族自治州境内的雅砻江锦屏大河弯处雅砻江干流上，电站装机容量为4800MW，单机容量600MW，是雅砻江上装机规模最大的水电站，属雅砻江梯级开发中的骨干水电站。
工程枢纽主要由首部低闸、引水系统、尾部地下厂房三大部分组成。
电站引水系统采用4洞8机布置形式，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点，长度约为16.6km，隧洞最大埋深达2525m。
锦屏Ⅱ级水电站2#引水隧洞为四心马蹄形断面，如图1所示。
采用钻爆法施工，分上下台阶开挖，下台阶落底一般滞后上台阶掌子面2000m左右。
隧洞在埋深1500米左右洞段岩性主要为T2y5的中粗晶厚层或中厚层大理岩，颜色以灰白的和灰黑色为主，地下水不甚发育，该洞段节理面发育主要以张性节理和剪切节理为主，多为陡倾角节理。
岩爆岩石断裂的微观结构形貌分析及岩爆机理赵康;赵红宇;贾群燕【摘要】利用扫描电镜(SEM)对岩爆岩石断口微观形貌特征进行研究分析,从微观角度探索岩爆产生的机理.通过对平顶山十二矿岩爆现场取样对其断口形貌特征与地应力和岩石成分之间关系进行研究.巷道围岩劈裂岩块断口形貌多呈台阶状,劈裂面与地应力最大主应力方向平行,岩石断口属拉张断裂,劈裂纹的产生主要是脆性断裂;岩爆抛射出的岩块断口形貌非常复杂,裂面与切应力(最大主应力)方向平行或相交,不同平面内的微裂纹通过与岩爆裂纹间的微裂纹或受撕裂作用形成台阶,表面不平整,属于拉张或剪切型断裂.岩石细观成分对岩爆的影响也较大,结晶程度高、结构致密的硬脆岩石更易发生岩爆.【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】6页(P913-918)【关键词】爆炸力学;微观形貌;扫描电镜;岩爆;岩石断口;地应力;岩石成分【作者】赵康;赵红宇;贾群燕【作者单位】江西理工大学建筑与测绘工程学院,江西赣州341000;江西理工大学建筑与测绘工程学院,江西赣州341000;江西理工大学建筑与测绘工程学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】O389;TU452岩爆，也称冲击地压，常出现在深埋地下工程硬脆岩体高地应力区域施工的过程中，坚硬围岩因开挖扰动导致应力的转移与集中，当集中应力超过巷道围岩的破坏强度时，聚积在巷道岩体内部储存的弹性应变能突然释放，致使巷道围岩产生爆裂性松脱、剥落、弹射或抛掷，甚至发生矿震，严重威胁矿山安全生产，常造成重大人员伤亡和生产设备的损坏事故[1-3]。
对于岩爆产生的机理，虽然很多学者进行了大量研究，但目前仍没有定论[4-5]。
岩爆断裂微观结构形貌分析，在一定程度上真实反映了岩爆形成时岩石材料内部损伤演化过程中的受力情况和结构破环特征, 客观地揭示了断裂过程的本质特性。
扫描电镜(SEM)自从1965年被发明以来，在各行业应用广泛，尤其是在研究材料的微观结构方面发挥了巨大作用[6-8]。
岩爆形成条件、预测预报与防治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。
一、岩爆形成机理分析综合分析岩爆形成机理，可从内因和外因两个方面解释岩爆。
在高地应力区开挖硐室、围岩岩体结构、水文地质条件、地质构造和地形地貌可以构成岩爆形成的内因。
从外因方面来说，硐室开挖施工和钻爆发施工、地震也可以诱发岩爆。
1、高地应力形成岩爆的必要要件是应变能储集, 其力学条件满足: 原岩处于高地应力环境和洞室开挖后形成二次应力高度集中。
（1）原岩初始高地应力环境根据勘察资料显示, /值为2. 1～7. 0, 达到高应力和极高应力水平, 具备了岩爆形成的条件之一。
式中: -岩石饱和抗压强度(); -垂直于隧洞轴线方向的最大初始应力()。
（2）洞室开挖后形成二次应力高度集中在高及极高应力区开挖隧洞, 必将扰动原岩的初始应力状态,破坏隧洞周围岩体初始应力平衡, 从而导致应力重新分布。
当重新分布的围岩应力超过岩爆临界应力, 则产生岩爆。
（3）岩爆发生在洞室围岩内dσ3/ (σ1-σ3)正增长期增长很快的那一范围d σ3/ (σ1- σ3)越高,越易引起岩爆,因为高的dσ3/ (σ1-σ3)抑制了围岩静态破坏与位移，dσ3/ (σ1-σ3)亦可理解为高应力区中σ3的变化,它与岩爆的关系是:在一定应力环境中,围岩内高应力环境(高的σ1-σ3)中最高σ3部位(可直观判读)最容易引起岩爆。
2、围岩岩体结构（1）在深层岩浆岩或片理、片麻理不发育的变质岩中发生的岩爆往往强烈程度较大,使得岩片(块)常呈弹射状抛出。
而在片理、片麻理发育的变质岩中发生的岩爆则往往强烈程度较小,主要为劈裂或剥落形式。
这是由于片理、片麻理发育的变质岩,其岩石颗粒呈明显的定向排列现象。
