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：
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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)
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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：。