侧向预支护技术预防岩爆的应用

仅供参考[整理] 安全管理文书岩爆的预防及处理日期：__________________单位：__________________第1 页共7 页岩爆的预防及处理（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，伴随片第 2 页共 7 页状剥落的裂隙出现，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。

（3）岩爆的现场预测预报①地形地貌分析法及地质分析法认真查看其地形地貌，对该区的地形情况有一个总体的认识，在高山峡谷地区，谷地为应力高度集中区，另外根据地质报告资料初步确定辅助洞施工期间可能遇到的地应力集中和地应力偏大的地段。

依据地质理论，在地壳运动的活动区有较高的地应力，在地区上升剧烈，河谷深切，剥蚀作用很强的地区，自重应力也较大。

煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策煤矿深部岩巷的稳定性是矿山生产安全的重要保障，同时也是煤矿生产效率的关键因素。

在深部岩巷围岩稳定性方面，主要存在以下问题：围岩变形、岩爆、煤层顶板下沉、支护失稳等。

为了解决这些问题，煤矿深部岩巷需要采取一系列的支护措施。

对于围岩变形问题，可以采取人工切坡、嵌岩锚杆和喷锚支护等措施。

人工切坡可以减轻巷道收敛，减少变形。

嵌岩锚杆可以提供牢固的支护力，防止围岩松动。

喷锚支护可以增加围岩的强度，提高围岩的稳定性。

对于岩爆问题，可以采取钻爆预裂爆破技术、冷却注浆和预制支护等措施。

钻爆预裂爆破技术可以分解岩石的结构，减少爆炸能力。

冷却注浆可以降低岩石温度，减缓岩石的应力状态。

预制支护可以提供牢固的支护力，防止岩爆的发生。

针对煤层顶板下沉问题，可以采取压裂注浆、锚索支护和软硬结合支护等措施。

压裂注浆可以增加煤层顶板的承载能力，减少下沉。

锚索支护可以提供牢固的支护力，防止煤层顶板的下沉。

软硬结合支护可以有效地保护煤层顶板，提高煤层的稳定性。

对于支护失稳问题，可以采取定向锚索支护、钢梁支护和网壳支护等措施。

定向锚索支护可以增加巷道的稳定性，减少支护失稳的风险。

钢梁支护可以提供牢固的支护力，防止支护材料的塌方。

网壳支护可以增加巷道的支护面积，提高围岩的稳定性。

煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策主要包括人工切坡、嵌岩锚杆和喷锚支护、钻爆预裂爆破技术、冷却注浆和预制支护、压裂注浆、锚索支护和软硬结合支护、定向锚索支护、钢梁支护和网壳支护等措施。

这些措施能够有效地提高深部岩巷的稳定性和矿山生产安全，提高煤矿生产效率。

岩爆的防治通过大量的工程实践及经验的积累。

目前已经有许多行之有效的治理岩爆的措施，归纳起有加固围岩、防护措施，完善施工方法，改善围岩应力条件以及改变围岩性质等方法。

下面结合具体工程实列详细加以阐述。

1、围岩加固措施该方法是指对已经开挖洞室周边的加固以及掌子面前方的超前加固，这些措施一是可以改善掌子面本身以及1－2倍洞室直径范围内围岩的应力状态，由于加固措施的效应，不仅改变了应力的大小及分布，而且还使洞室周边岩体从双向应力状态变为三向应力状态；二是具有防护作用，可防止弹射、塌落等。

从工程实列来看，目前采取的加固治理措施大致有一以下几种：（1）喷射混凝土及喷射钢纤纬混凝土①喷混凝土。

在清除拱顶部位由于岩爆产生的松劲石块之后，施作喷混凝土覆盖岩爆坑。

喷混凝土具有减弱岩爆的效果，用来保护施工人员和设备的安全，以防止锚杆之间的岩石碎片飞出。

其主要作用是将末清除干净的小块石粘结在一起，以免落下伤人。

另外，岩面被覆盖后，若岩爆继续发展，也可以从喷层的开裂、部落上观察出来。

在隧道施工中使用喷混凝土，只要喷层厚度足够，一般可以防止继续剥落。

喷混凝土比较便宜和快速，特别是由于计划中的远距离的工业机器人用于喷混凝土作业，这种支护方法则更为安全了。

②喷射钢纤纬混凝土在某些情况下，当喷混凝土支护不能满足要求时，则需要采用钢纤纬喷混凝土。

钢纤纬喷混凝土具有比普通喷混凝土大得多的柔性，并且能够承受较大的变形而不使表面开裂。

钢纤纬喷混凝土较喷混凝土的价格高50％，在应用这种较高强度，尤其是具有较好变形性质的喷混凝土之后，有可能降低永久支护的费用。

同时还希望能减少临时支护锚杆的数量，许多锚杆已有松动，因而不能作为永久支护来使用。

（2）系统锚杆其作用主要是防止洞室周边及掌子面岩体壁裂、剥落、岩快塌落。

施作方法是在拱顶处布置系统锚杆，当掌子面发生岩爆时，须向掘进前方打超前锚杆对掌子面进行加固，锚杆长度一般为两倍的爆破进尺深度。

在一个循环的爆破之后仍有一部分锚杆存留在岩体中对掌子面起着加固作用，这就是目前行之有效的膨胀锚杆。

岩爆的预防及处理岩爆（rockburst）是岩石工程中常见的一种灾害，指在开采过程中岩石突然破裂、碎裂、甚至爆炸的现象。

岩爆既威胁着矿工的生命安全，也对矿山设备和工程结构造成严重的损坏。

为了预防和处理岩爆，需要采取一系列措施，本文将从目前的研究成果和实际应用出发，从预防、诊断到处理进行分析和论述。

一、岩爆的预防1. 了解岩石状况岩石的力学性质和变形特征是岩爆的直接因素，此外还受到地质构造、地应力、介质性质等多种因素的影响。

通过对矿山的地质、地球物理、地应力、地震活动等数据的调查和分析，可以给出矿山岩石的性质及变形响应规律，进而预测和评估矿山出现岩爆的可能性。

2. 选择合适的开采工艺开采工艺的选择直接影响开采面的形成和稳定性。

传统的采矿技术一般采用爆破矿石的方法，这种方法会导致岩层破碎、应力集中，从而对矿山产生威胁。

现代开采技术中提倡非爆破技术，如钻孔拱形控制、梁片法、裂缝注浆等技术，能够保持岩体的完整性，使地质应力不易集中，降低岩爆的发生概率。

3. 建立预警监测系统组建岩爆预警监测系统有助于及早了解岩爆危险程度，防范和减轻岩爆事故的损失。

监测系统应包括固定监测点和移动监测仪器，如震动仪、位移仪、应变计、温度计等，采取实时监测、在线数据处理并及时报警和预测预警方式。

这样可以使采矿员及时采取相应措施，降低岩爆事故的风险。

二、岩爆的诊断1. 进行边坡观察边坡岩体坍落常常是岩爆的开始，早期通过观察岩体表面变形和颜色的变化，发现陡峭的岩壁和混沌不清的草地、烟雾等特征，能够提早发现岩爆的可能性，进行防范和治理措施。

2. 实施地震勘测地震勘测是一种较为常见的岩爆诊断方法，可以通过岩层测震、岩石波速测试等手段，对矿山的地震活动情况进行评估和判断，并根据实时数据调整矿场挖掘方案。

3. 进行地应力测试地应力测量能够测定矿山中的地应力分布特征，为评估矿山开采面和仓面稳定性提供数据支持，提供决策依据，对预防岩爆、保障矿工生命和财产安全具有重要作用。

岩爆的预防及处理范本岩爆是一种地质灾害，发生于地下的岩石层断裂、破碎和迅速释放能量的过程。

岩爆不仅对人类生命和财产造成威胁，还对地下工程的安全建设和矿山生产造成严重影响。

为了预防和处理岩爆，我们需要采取一系列的预防措施和处理方法。

预防岩爆的措施主要包括以下几个方面：1.地质勘察：在地下工程和矿山开采之前，必须进行详细的地质勘察工作，了解地下岩石的结构、性质和力学特性，特别是对可能存在岩爆危险的区域进行认真评估。

2.合理设计：根据地质勘察的结果，合理设计地下工程或矿山开采方案，避免或降低岩爆的发生概率。

例如，采取分段施工的方法，减少一次性爆破的规模，降低对岩石的破坏程度。

3.支护措施：对于可能存在岩爆危险的地层，采取有效的支护措施，增强岩体的稳定性。

常用的支护方法包括锚杆锚索支护、喷射混凝土支护、钢架支护等。

4.监测系统：在地下工程和矿山开采过程中，建立完善的监测系统，及时监测地下岩体的变形和应力变化，预警可能发生的岩爆。

常用的监测手段包括应变计、振动监测仪、声波监测仪等。

处理岩爆的方法主要有以下几点：1.撤离人员：一旦发生岩爆，首要任务是迅速撤离人员，确保人员的安全。

在地下工程和矿山中应建立完善的疏散通道和应急预案，以便在发生岩爆时能够迅速有序地撤离。

2.修复和补救：在岩爆发生后，及时对地下工程和矿山设施进行修复和补救，恢复其正常运行。

这需要对受损的设施进行评估和修理，并进行必要的加固和支护措施。

3.事故调查和分析：对岩爆事故进行调查和分析，寻找事故的原因，总结教训，制定相应的改进措施，以避免类似事故再次发生。

4.法律法规和标准：加强对地下工程和矿山安全生产的法律法规和标准的制定和落实，建立和完善相关的管理机制和监督体系，加强安全意识，提高管理水平，减少岩爆事故的发生。

防范岩爆是一项复杂而艰巨的任务，需要多方面的合作和努力。

只有在科学合理的预防措施和应急处理措施的支持下，才能最大限度地预防和减少岩爆事故的发生，保障地下工程和矿山的安全运行。

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。

隧道岩爆的防治技术和施工措施定义：岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后，围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。

现场岩爆照片岩爆引起的初喷砼脱落岩爆的防治技术主动方法1、改变围岩性质（1）向工作面及洞壁喷高压水；（2）超前钻孔高压注水使围岩软化。

2、改善围岩应力条件（1）短进尺、多步开挖，控制光面爆破减少应力集中；（2）钻爆法施工，释放岩体内应力；（3）纵向切槽法;（4）洞壁钻孔和超前钻孔应力解除法；（5）超前钻孔松动爆破应力解除法。

被动方法围岩加固措施，及时支护（1）及时支护，减少岩体暴露时间和面积；（2）喷锚＋钢筋网、必要时加钢支撑支护，喷钢纤维混凝土，可屈服膨胀锚杆（3）掌子面施设膨胀锚杆以防止坍塌。

利用可屈服型膨胀锚杆和喷钢纤维混泥土稳定掌子面左掌子面钻孔应力解除法右采用曲面掌子面改善围岩受力状态超前钻孔松动爆破应力解除法岩爆地段施工措施1、在可能发生岩爆的隧道中施工，应遵守“短进尺，多循环”的原则，具体应符合下列要求:（1）采用短进尺,一般情况下,每循环进尺宜控制在1.0～1.5m，最大不得大于2.0m；（2）采用光面爆破技术，使隧道周边圆顺，降低岩爆发强度；（3）采用网喷钢纤维混凝土；（4）施作超前锚杆，对于岩爆强烈的开挖面，可采用超前锚杆，对开挖面前方的围岩进行锁定；（5）在拱部及两侧边墙布置预防岩爆的短锚杆，该锚杆长度宜为2m左右，间距宜为0.5～1.0m,并宜与钢纤维喷射混凝土联合使用，形成喷锚加固作用。

2、隧道施工中，一旦发生岩爆，应立即采取下列处理措施：（1）彻底停机待避，同时进行工作面的观察记录，如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等；（2）在工作面、边墙和拱部，每一循环内进行2～3次找顶；（3）采用能及时受力的摩擦型锚杆（水胀式锚杆）；（4）采用喷射钢纤维混凝土，厚度宜为5～8mm；（5）当用台车钻眼，岩爆的强度在中等以下时，可在台车及装碴机械、运输车辆上加装防护钢板,避免岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。

岩爆地质施工预防措施九岭山隧道岩爆地质施工预防措施岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。

产生岩爆的时间一般在开挖后几小时内，但也有的是在较长时间后发生。

隧道中常遇到的岩爆以顶部或拱腰部位为多。

根据对本隧道地应力测量报告，在隧道埋深超过460～590m 的洞段存在岩爆的可能，故施工中应注意采用合适的施工方法和辅助措施，以尽量降低岩爆的可能。

隧道内岩爆的特点1）岩爆在未发生前并无明显的预兆，虽然经过仔细找顶，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。

在没有支撑的情况下，对施工安全威胁甚大。

它与隧道施工中的一般掉块落石，在现象上有明显的不同。

2）岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚，周边薄，不规则的片状。

3）岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，岩爆发生的时间多在爆破后2-3h。

岩爆施工预防措施因目前对岩爆尚无准确的预测方法和特效防治措施，某种单一的方法也可能难以奏效。

因此，选用各种方法，采取综合防治是十分必要的。

针对九岭山隧道的特点，特制定如下预防措施，望施工人员遵照执行。

1) 随隧道掘进设专人及时对围岩的高压喷水，保持围岩表面湿润，利于应力的释放和调整。

2) 按设计施作初期支护和补强系统锚杆。

锚杆孔位、规格、型号和锚杆长度应符合设计要求。

3) 随时观察和注意围岩表面的变形情况，加强围岩收敛与应力量测。

4)对主要施工设备安装防护棚架或防护网；掌子面架设移动防护网，防止岩块飞出，有效保护人员及设备安全。

5)加强现场岩爆监测、警戒及巡回找顶，必要时及时躲避。

组织专门人员全天侯巡视警戒及监测。

听到围岩内部有闷雷似的声响时，应尽快撤离人员及设备，特别严重岩爆地段，每次爆破循环之后，作业人员及设备均应及时躲避一段时间，待岩爆平静为止。

6）岩爆地段要反复经常找顶。

设置专人负责找顶，找顶工作要经常化制度化，防患于未然。

6)隧道开挖后必须及时按设计和规范要求对开挖围岩进行初期支护。

隧道岩爆预防措施（2）隧道岩爆预防措施5．在开挖过程中采用“短进尺、多循环”，同时利用光面爆破技术，严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响并使开挖断面尽可能规则，减小局部应力集中发生的可能性。

在岩爆地段的开挖进尺严格控制在2.5m以内。

6．加强施工支护工作支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁喷射钢纤维或塑料纤维混凝土，再加设锚杆及钢筋网。

必要时还要架设钢拱架和打设超前锚杆进行支护。

衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露的时间，减少岩爆的发生和确保人身安全，必要时可采取跳段衬砌。

同时应准备好临时钢木排架等，在听到爆裂响声后，立即进行支护，以防发生事故。

7．对发生岩爆的地段，可采取在岩壁切槽的方法来释放应力。

以降低岩爆的强度。

8．在岩爆地段施工对人员和设备进行必要的防护，以保证施工安全。

岩爆-特点1．岩石砂岩为主，岩石坚硬干燥，在未发生前，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，会突然发生岩石爆裂声响，石块一般应声而下。

2．岩爆发生的地点多在新开挖的掌子面及距离掌子面1～3倍洞径范围内，个别的也有距新开挖工作面较远。

3．岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米厚，大者可达数吨重。

小者形状常呈中间厚、周边薄、不规则的鱼鳞片状脱落，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。

5．由于爆破振动影响，造成开挖洞段应力重新分布，造成碛头较大面积岩爆、爆落出的小块鱼鳞片状碎屑甚至堵塞整个巷道。

事故案例河南义马冲击地压事故2011年11月3日19时45分，义马煤业集团公司千秋煤矿发生冲击地压事故，造成4名矿工遇难，45人安全升井。

发生事故的矿井属于义煤集团千秋煤矿，位于义马煤田的中部、渑池县果园乡王疙瘩村境内，事故发生的位置位于地下850米左右，千秋煤矿21221下巷的掘进工作面。

岩爆的预防及处理范本岩爆是地质工程中常见的一种地质灾害，指的是岩石在地下工程施工过程中突然破裂、崩落和喷射的现象。

岩爆的发生不仅会导致工程进度延误，还会给工作人员的安全造成严重威胁。

因此，在地质工程中，预防和处理岩爆是至关重要的任务。

一、预防岩爆1. 确定地质探测方案在工程实施前，需要对工程区域进行详细的地质勘探，了解地层构造、岩性特征、裂隙发育情况等。

根据勘探结果确定合理的地质探测方案，确保探测数据准确可靠。

2. 选择适当的施工方法根据地质条件和工程需求，选择适当的施工方法。

对于易发生岩爆的地质区域，应避免采用露天开挖等高风险的施工方法，而采用横向开拓、钻孔爆破等安全可靠的方法进行施工。

3. 建立合理的支护体系在进行地下工程施工时，建立合理的支护体系是防止岩爆的重要手段。

根据地质条件和工程要求，选择合适的支护材料，如钢支撑、锚杆、锚网等，确保支护体系的稳定性和可靠性。

4. 加强地下水控制地下水是引发岩爆的重要因素之一。

通过合理的排水系统，控制地下水位，减少地下水对岩石稳定性的影响，可以有效预防岩爆的发生。

二、处理岩爆1. 及时疏散人员一旦发生岩爆，首先需要立即采取措施，疏散现场工作人员，确保人员安全。

同时，要及时通知相关部门，并调动救援力量。

2. 进行现场评估发生岩爆后，需要进行现场评估，了解岩爆损坏范围和影响程度。

评估包括对岩层稳定性的检查、裂隙发育情况的分析等。

根据评估结果，制定相应的处理方案。

3. 加固岩体对于岩爆后出现的裂隙和破坏，需要及时采取加固措施，以防止进一步的岩爆发生。

常用的加固措施包括注浆、喷射混凝土、锚杆加固等。

4. 重新设计施工方案岩爆发生后，可能会对原有的施工方案产生影响。

根据岩爆的情况重新评估工程的可行性和安全性，调整施工方案，确保工程项目的顺利进行。

5. 加强监测和预警为了及时掌握地下工程的安全状况，需要加强监测和预警工作。

采用合适的地质监测技术，如测振仪、岩体声发射监测等，实时监测岩石的变化，并建立预警系统，及时发出警报。