深部开采岩爆理论研究现状评述_齐玉俊

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。

岩爆预测方法与理论模型研究的开题报告开题报告题目：岩爆预测方法与理论模型研究一、选题的背景和意义岩爆（Rockburst）是指在地下工程中，由于矿体应力变化引起的破岩现象，其发生会给矿山采掘带来巨大的危害，使得安全生产面临严重挑战。

因而，对岩爆的预测及控制研究成为矿山安全生产的热点问题。

然而，岩爆发生规律复杂，造成的原因和机制也十分复杂，因此如何建立有效的预测方法和理论模型对岩爆进行控制具有重要的实际意义和深远的理论价值。

二、研究现状及存在问题当前，对于岩爆的研究主要集中在预防措施的制定和加固设计方面。

而对于岩爆的预测和控制研究则相对滞后，其预测准确性和可靠性仍然有待提高。

现有方法如Gradient Boosting决策树、逻辑回归等也存在一定的局限性，如训练数据不足、模型过于简单等问题，阻碍了其在实际中的应用。

三、研究的内容和方法本研究将结合国内外学者已有的岩爆研究成果和研究最新进展，深入研究岩爆的预测方法和理论模型。

具体研究内容包括：1. 岩爆预测方法的改进：针对现有方法存在的问题，如数据量不足、模型选择不合适等问题，采用合适的数据预处理和特征选取方法对数据进行处理，结合深度学习算法改进预测模型的结构和算法。

2. 岩爆发生机理的研究：以确定岩爆发生的根本原因和机理为目标，建立起岩爆物理力学模型，探索不同条件下的实验破岩现象，加深对岩爆发生机理的了解。

3. 岩爆控制理论研究：开展控制方法的理论研究，结合现有的预防措施，寻找更为适合的控制方法，以提高岩爆的控制效果。

四、预期研究结果及其意义本研究的预期研究成果包括：1. 结合实验方法，建立一个新的岩爆物理力学模型，加深对岩爆机理的理解和认识。

2. 建立一种新的岩爆预测方法及其理论模型，改善现有方法存在的局限，提高预测准确性。

3. 寻找更为适合、经济的的岩爆控制方法，在实际中进行控制的有效性进一步提升，取得实际应用效果。

本研究的意义主要体现在：1. 优化企业生产安全，减少生产事故，提高企业运行效率，降低运营成本。

我国深部找矿的主要成果与挑战摘要：近年来，我国在深部找矿领域取得了一系列重要成果，包括探明了大量世界级矿产资源储量，提高了勘查技术水平，促进了矿业发展和地质理论创新等。

然而，随着深部勘查难度的增加和成本的提高，我国深部找矿也面临着诸多挑战。

关键词：深部找矿；主要成果；挑战一、深部找矿技术1.地球物理勘探在深部找矿中发挥着重要作用。

地球物理勘探是通过对地球内部物理属性的测定和解释，来揭示地质构造、矿产资源分布等信息的一种勘探手段。

在深部找矿中，地球物理勘探技术可以通过地震波、电磁波等方式对地下结构进行探测，帮助勘探人员了解地下岩层构造、矿体赋存情况等重要信息，为矿产资源的勘查提供科学依据。

特别是在深部找矿中，地球物理勘探技术的高精度、高分辨率特点得到充分发挥，为深部矿产资源的勘查提供了重要技术支持。

2.地球化学勘探也是深部找矿中的重要技术手段之一。

地球化学勘探是通过对地表、地下水体、矿石等样品的化学成分和特征进行分析，来推断地下矿床的存在及其性质的一种勘探方法。

在深部找矿中，地球化学勘探技术可以通过对地下水体、地表岩石等样品的采集和分析，发现矿床的痕迹和指示物质，为深部矿产资源的勘查提供重要的线索。

通过地球化学勘探技术，勘探人员可以了解地下矿床的成因、形成过程等信息，为深部找矿工作提供科学依据。

3遥感技术在深部找矿中也发挥着重要作用。

遥感技术是利用卫星、飞机等遥感平台获取地表、地下信息，并对其进行解译和分析的一种技术手段。

在深部找矿中，遥感技术可以获取地表的地形、植被、岩性等信息，通过遥感影像的解译和处理，揭示地下矿产资源的可能分布区域，为深部找矿的选区和勘查提供科学依据。

特别是在深部地质条件复杂、地表覆盖较厚的地区，遥感技术的应用可以弥补传统勘查手段的局限性，提高勘查效率和准确性。

二、深部找矿成果与突破1.深部找矿工作也面临着诸多挑战，如深部岩体的高应力、高温和高水压力环境，以及由此引发的岩爆、大规模崩塌和矿体突出等灾害。

金属矿山深部开采岩爆预测及工程应用研究金属矿山深部采矿工程岩爆问题是困扰采矿正常生产的主要问题之一,由于其形成机理复杂,岩爆理论研究的学术进展与具体的工程实践指导还相距较远,因此,有必要进一步对在实际工程中岩爆的机理、预测模型进行理论研究,对岩爆防治技术进行实际探讨,从而有针对性地提出可靠的预测方法和防治对策。

本论文的研究课题是为了解决程潮铁矿深部开采岩爆灾害而提出的。

程潮铁矿经过近40年的开采,采矿生产的主要作业地点深度已超过500 m,开拓工程的深度达到1100 m,深部开拓和开采将面临岩爆灾害的影响。

为了保证矿床安全生产、井下工作人员的人身安全及设备正常运行,本文在综合考虑国内外多种岩爆判断准则和预测方法的基础上,对矿山深部开采进行岩爆预测研究,主要完成了下列研究工作:首先,本文根据系统的工程地质调查,采用RMR岩体分类方法和高地应力条件下适应性较好的Q 系统,对深部围岩进行工程分类。

对-430～-800 m岩样进行岩石力学实验研究,综合考虑多种岩爆判断准则分析程潮铁矿深部矿岩岩爆倾向性;其次,通过分析国内外部分工程岩爆应力资料和矿区地应力分布规律,探讨矿区高应力环境与岩爆的关系。

运用地应力实测资料和矿区三维有限元数值模拟结果,分析深部开采时矿岩中的能量分布规律,并使用绘图软件标出深部矿岩有岩爆倾向的区域;最后,针对程潮铁矿水平向残余构造应力显著和无底柱分段崩落法开采特点,选取适合该矿岩爆预测的方法,进行岩爆监测预报系统初步设计,并提出相应的岩爆防治措施。

本文在复杂矿体三维有限元模型建立,矿岩能量
分析与岩爆预测,监测理论及防治技术方面作了一些探索性工作。

在金属矿山深部开采岩爆预测理论和实践方面有一定的参考价值。

对深部矿井开采存在问题的研究【摘要】本文总结分析了煤矿深部开采所面临的主要问题，并就解决这些问题提供了一些措施。

【关键词】深部开采；矿井；煤炭；瓦斯一、前言随着社会对煤炭需求量的日益增加，开采能力的不断提高，开采深度不断的增加是井工开采的必然趋势。

我国淮南、徐州、新汶、开滦、鹤岗、鸡西、抚顺、平顶山等煤矿已进入深部开采阶段，平煤集团十二矿深部已达1150m。

开采深度的增加将使开采难度增大，开采环境也将发生很多不利的变化，如地应力增大、地温升高、煤层自然、冲击地压、煤与瓦斯突出、煤岩巷道变形、地下水灾等。

矿井进入深部开采以后，煤层薄，还存在采用留煤柱方法护巷采出率低、工作人员施工困难等缺点。

目前，我国煤炭形势不容乐观，分析形势萧条的原因，开采成本高居于首位，而研究煤矿深部开采所面临的问题，对于煤炭安全、经济、高效的生产极为重要。

二、深部开采主要面临的问题2.1地应力与煤与瓦斯突出（1）地应力随着开采深度的增加，地应力会增大，一定深度之后会非线性的增大（包括主应力和侧应力）。

地应力不仅包括岩体自重应力、地质构造应力或残余构造应力，还包括因地温、地下水及岩石矿物转化变质等作用而产生的应力。

尽管地应力的组成比较复杂，但大都以岩体自重应力、地质构造应力或残余构造应力为主，本文只介绍重力引起的地应力。

研究及实践已经证明，在未受构造运动影响的地区，处于某一深度的岩层中，覆盖岩层重量所引起的垂直压应力为σ（y）=γh式中σ（y）——作用于该点的垂直压应力，pa；h——该点距地表深度，m；γ——覆盖岩层的平均重力密度，kn/m.。

假设该岩层是基本均质的弹性体，其弹性模量用e来表示，则即σ（x）- μ[σ（y） + σ（z） ]= 0由此可得该点在垂直压力的作用下产生水平的压应力为式中μ——岩石的泊松比（横向变形系数）；λ——测压系数。

显然，μ值越大，该岩石的垂直压力作用下产生的水平压力（侧向压力）也愈大。

在一般采深条件下井下常见岩石的泊松比：岩石在高压下进入塑性状态或遭到破坏后，其μ值将明显增大，并迅速向λ=1的静水压力状态转化。

深部金属矿开采关键理论技术进展与展望摘要：随着科学技术的快速发展，开采深度的迅速增大，同时在国家战略需求的导向以及国家政策的支持下，深部开采将成为我国未来金属矿资源开采与保障的主力军。

深部岩体力学理论、建井与提升技术、绿色开采以及智能化开采仍是当前深部金属矿开采研究的核心，需要持续科研攻关、不断开拓创新、突破技术瓶颈，以保障我国深部金属矿产资源安全、高效、经济、环保地进行开采。

从长远来看，极深部岩体理论的研究对我国深部金属矿开采具有重要意义，原位流态化开采是面对深部岩体特殊环境的一种有效的开采方法，超大型深部智慧化无人矿山建设则是深部金属矿开采发展的最终目标。

关键词：深部金属矿；开采关键理论技术；进展与展望引言金属矿是我国资源的重要构成部分，为我国各行各业可持续发展提供了能源支持，高效采集金属矿能够最大化发挥资源价值，从而缓解资源型危机矿山。

但伴随着矿业国际竞争压力增加，国内对于安保要求日渐加码，加之金属矿山企业运营成本持续增长，传统开采技术已经难以满足矿山开采需求，亟待推进智能开采技术的发展，切实提高金属矿山自动化、智能化作业水平，助力金属矿山开采转型，保障开采安全。

1地下金属矿开采现状金属矿产资源需求随着经济的发展随之增加，但同时对开采技术提出了新要求，在很大程度上推动了地下金属矿开采逐渐由浅至深，而矿产资源的开发对于经济可持续发展有着极大地促进作用。

近年来，世界经济格局发生巨大改变，各国矿业均受到限制，国内矿业主要受环保政策、开采政策等因素的影响较大。

矿业发展目前正处于转型关键期，推进节约资源、降低成本、高效开采等是矿业开采革新的重要内容。

我国金属矿开采遵循“国内大循环”原则，主要是满足自身需求，但在经济发展新格局下，我国也开始积极尝试打破全球矿业供应格局，金属矿产资源开采量保持稳定增长趋势，相关配套法律法规亦不断完善，安全保障能力持续提升，监管监察措施落地执行[1]。

与此同时，一些矿企思想观念发生转变，引进先进的开采设备，积极推广智能化开采技术，推动了我国金属矿开采规范化、智能化、数字化发展。

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。

1.2 岩爆的分类总结和分析后，可根据岩爆的应力类型和破坏方式，将岩爆进行分类。

岩爆理论研究现状
姜彤;李华晔
【期刊名称】《华北水利水电学院学报》
【年(卷),期】1998(019)001
【摘要】综合述当前主要的岩爆理论，分析各种岩爆理论的优缺点，对未来的岩爆理论研究发展方向作简要的介绍。

【总页数】3页(P45-47)
【作者】姜彤;李华晔
【作者单位】华北水利水电学院岩土工程系;华北水利水电学院岩土工程系
【正文语种】中文
【中图分类】O381
【相关文献】
1.岩爆研究现状评述与趋势 [J], 王志成;简祥
2.动静组合加载下岩石动力学特性研究现状及岩爆机理分析 [J], 潘震;李克钢;牛勇
3.深部开采岩爆理论研究现状评述 [J], 齐玉俊;侯克鹏;孙华芬
4.岩爆灾害研究现状与思考 [J], 陈建国
5.软岩爆破的研究现状及发展趋势 [J], 袁朝阳;尹诚
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深部硬岩金属矿山开采中的岩爆问题浅析摘要：在地下硬岩矿山的开采过程中，经常会出现岩爆现象，岩爆是一种具有相当危害性的矿山工程地质灾害。

随着目前我国各大矿山相继进入深部开采阶段，对于岩爆灾害的研究也日趋重要。

因此，本文就矿山深部硬岩开挖过程中引发岩爆的产生机理、超前预报、控制技术四个方面进行了归纳分析与评述，并对岩爆问题未来的研究方向和重点提出了几点建议。

关键词：硬岩矿山；深部开采；岩爆灾害；岩爆监测预报1 引言近年来，随着社会发展的需求和各矿山的生产现状，地下矿山的开采已开始逐步向更深的岩层延伸。

因此，岩爆现象的发生愈发频繁，产生的后果也愈发严重。

在这样的工程背景下，国内外许多学者都对岩爆问题有了广泛的关注。

但是，目前的岩爆预测水平还做不到准确预报岩爆发生的位置和时间，对岩爆的控制能力也达不到安全高效开采的工程要求。

本文对国内外岩爆研究现状进行了归纳总结，并对岩爆问题未来的研究方向和重点提出了几点建议。

2 岩爆的发生机理依托于现场调查、理论假设、工程经验、实验室研究，各国学者从不同的角度先后提出了不同的岩爆机理的理论，其中最为广泛接受的理论主要有以下几种。

（1）最大主应力强度理论：通过对岩爆工程实例表明的总结与分析发现，岩爆现象大多同时发生在沿巷道中心轴的两侧或顶底板两处，这两处的连线通常与巷道原岩应力场的最大主应力方向垂直。

基于这一现象，形成了最大主应力强度理论，即认为岩爆发生在巷道开挖后最大主应力处[1]。

该理论虽然给出了岩爆发生的原因，但是未从工程意义上给出岩爆发生的具体条件。

（2）刚度理论：该理论认为当矿山结构所承受的荷载超过其峰值强度后，变形曲线下降段的刚度大于围岩加载系统的刚度是产生岩爆的必要条件[2]。

刚度理论虽然简单、直观，但不适合用于工程实际，并且它未对矿山结构与围岩加载系统的刚度给出明确的概念。

（3）能量释放理论：该理论的基本思想是岩爆的产生是由于围岩系统中所释放出的能量大于破坏所消耗的能量。

深部开采岩体力学研究一、本文概述《深部开采岩体力学研究》一文旨在深入探讨和分析深部开采过程中岩体力学的相关理论和实际问题。

随着矿产资源的日益枯竭，深部开采已成为矿业工程领域的重要发展方向。

然而，随着开采深度的增加，岩体的力学行为、稳定性以及开采工艺等方面都面临着一系列新的挑战和难题。

因此，本文旨在通过对深部开采岩体力学的研究，为深部矿产资源的安全、高效开采提供理论支持和技术指导。

本文首先介绍了深部开采岩体力学的研究背景和意义，阐述了深部开采过程中岩体所受到的高地应力、高温、高渗流等复杂环境因素的影响，以及这些因素对岩体稳定性和开采工艺的影响。

接着，文章综述了国内外在深部开采岩体力学领域的研究进展和现状，分析了当前研究中存在的问题和不足。

在此基础上，本文重点研究了深部开采岩体的力学特性、破坏机理和稳定性分析方法。

通过理论分析和实验研究相结合的方法，揭示了深部开采岩体的力学行为规律，提出了相应的破坏判据和稳定性分析方法。

文章还探讨了深部开采过程中的岩石力学与采矿工程的相互作用关系，为优化深部开采工艺和提高开采效率提供了理论依据。

本文总结了深部开采岩体力学研究的主要成果和创新点，指出了未来研究的方向和重点。

通过本文的研究，可以为深部开采的安全、高效进行提供有益的参考和借鉴，推动矿业工程领域的持续发展和进步。

二、深部开采岩体力学基础随着矿业资源的不断开采，深部开采已成为矿业发展的重要趋势。

深部开采岩体力学作为研究深部岩体在采动影响下力学行为及稳定性的科学，对于确保深部矿山的安全生产具有重要意义。

深部开采岩体力学的基础在于对岩体的基本性质、赋存环境以及采动影响下的响应机制进行深入分析。

岩体的基本性质包括其强度、变形特性、节理裂隙发育情况等，这些都是影响深部岩体稳定性的关键因素。

岩体的赋存环境，如地应力场、温度场、渗流场等，也是深部开采岩体力学研究中必须考虑的因素。

这些环境因素对岩体的力学行为有着显著的影响，如高地应力可能导致岩体破裂、高温高压环境可能改变岩体的物理力学性质等。