岩爆的原理
岩爆特征及机理
岩爆特征及机理
岩爆是指在高温高压条件下，岩石内部因爆炸性破裂产生的碎片、块
状物等各种规模的岩体碎片通过空气、水等介质向外喷发的一种自然灾害。
岩爆具有以下几种特征：
1.爆炸性现象：岩爆是一种爆炸性的破裂现象，在爆炸瞬间会产生巨
大能量，使岩石瞬间破裂碎裂，产生大量岩屑冲击向周围空间。
2.孤立性：岩爆通常是局部爆炸所致，爆炸的范围是局限的，在其周
围的岩石很少受到影响。
3.不规则性：岩爆形成的岩屑形态不规则，多呈块状或片状，大小不一。
4.高速性：岩爆中的岩屑具有向外高速飞出的特征，具有很高的起始
速度及动能。
5.频繁性：岩爆往往发生在火山、地震等地质灾害频繁的地带，多次
和连续发生，给人们的生命财产带来威胁。
岩爆产生的机理有多种可能，主要有以下几种：
1.热爆炸：由于地壳内部的高温高压，加上受到地震等外力作用，岩
石内部压力剧增，引起内部热量的迅速释放，导致热爆炸的发生。
2.气爆：地层内的气体受到热度、压力的影响，突然释放出来，形成
巨大的爆炸，造成岩石的冲击破裂。
3.活性地震：在地震发生的瞬间，岩石内部的应力瞬间释放，岩体产
生剧烈破裂和变形，产生岩爆现象。
4.冰爆：在山地或极地高海拔区域，冷却作用使水分形成冰，岩石因温差等原因受到冲击后，发生变形破裂，使冰体碎片飞溅而成岩屑。
总之，岩爆现象是一种在高温高压条件下，岩石内部发生爆炸性破裂的自然现象。
产生机理复杂，需要综合考虑各种环境条件因素的影响。
岩爆
经验公式：σ1/σc>0.165～0.35（或σc/σ1>6.06～2.86）的脆性岩体最易发生岩爆。
采取积极主动的预防措施和强有力的施工支护，确保岩爆地段的施工安全，将岩爆发生的可能性及岩爆的危 害降到最低。在高应力地段施工中可采用以下技术措施：
1．在施工前，针对已有勘测资料，首先进行概念模型建模及数学模型建模工作，通过三维有限元数值运算、 反演分析以及对隧道不同开挖工序的模拟，初步确定施工区域地应力的数量级以及施工过程中哪些部位及里程容 易出现岩爆现象，优化施工开挖和支护顺序，为施工中岩爆的防治提供初步的理论依据。
2011年8月7日凌晨3点17分，正在掘进的泥巴山隧道出口（中铁十二局C7合同段）右线距离掌子面约20米处， 在已经完成的初期支护yk59+379-yk59+339纵向长度40米范围内发生大型重度岩爆。强烈的岩爆活动发生时发出 的巨大响声，将进洞右侧拱腰至拱顶位置的岩石劈裂成板状、块状、片状，在纵向40米范围连续出现，最大深度 达3.6米，剥落的大量岩石四处散落堆积，将喷浆机、电焊机等设备掩埋。该段围岩初期支护时间为2011年7月22 日至28日，采取了挂喷锚以及分段立拱架的方式施工，8月7日晚岩爆发生时将拱架、锚杆支护系统破坏，呈现出 爆发时间集中、纵向连续、潜伏时间长的特点，按照岩爆划分标准属于强烈重度岩爆，在泥巴山施工以来尚属首 次出现。
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深井丌采过程中，应采取积极主动的预防措施和强有力的支护措施，确保岩爆地段的作业安全，将岩爆发生 的可能性及岩爆的危害降到最低：
（1）研究确定开采区域地应力的数量级以及容易出现岩爆现象的部位，优化施工开挖和支护顺序，为岩爆防 治提供初步的理论依据。
（2）加强超前地质探测，预报岩爆发生的可能性及地应力的大小。
岩爆特征及机理范文
岩爆特征及机理范文
岩爆是指在地下岩石层中由于压力释放引起的剧烈爆破现象。
它是一种破裂和碎裂过程，常常发生在含有高压岩石和私顶负荷的地下地层。
岩爆常常伴随着地震、岩溶和岩层变形等地质现象，对矿井和隧道等地下工程产生严重的威胁。
岩爆的特征主要表现为破裂面数量增加、破碎度增大、岩石力学性质变化。
具体表现有以下几点：
1.破裂面数量增加：岩爆发生后，破裂面的数量会显著增加。
岩层中原本稳定的破裂面会进一步扩展，新的破裂面也会形成。
这些破裂面对岩石的稳定性产生了极大的影响。
2.破碎度增大：岩爆发生后，岩石的破碎度会显著增加。
岩石的块度会变小，并且产生崩落现象。
这些崩落的岩石会造成严重的伤害和破坏，对地下工程安全构成威胁。
3.岩石力学性质变化：岩石的力学性质会因为岩爆而发生变化。
岩石的强度会减小，岩石脆性增加。
这意味着岩石在承受压力时更容易破裂和断裂，使得岩爆发生的风险增加。
岩爆_精品文档
岩爆引言：岩爆是一种地质现象，指的是岩石在地下岩层中受到强大的压力作用，导致岩石破裂和破碎，释放出巨大的能量。
岩爆通常发生在地质活跃的地区，如火山地区和地震带，对周围环境和人类活动都有着重大影响。
本文将介绍岩爆的形成机制、危害和防治措施。
一、岩爆的形成机制1. 岩层压力：岩爆的形成首先是由于地下岩石层受到强大的压力作用。
岩层压力可以来自于地壳运动、地下水位的降低、地震等因素。
当岩石受到压力时，原本稳定的岩石结构会发生破裂。
2. 岩层脆化：岩石在受到压力作用后，会发生脆化现象，即由韧性变为脆性。
这是因为岩石内部存在微小裂隙或断层，在外力作用下，这些裂隙会扩展并连通，使岩石变得脆弱而易于破裂。
3. 岩层释放：当岩石脆性破裂后，岩层中储存的能量会得到释放。
这种能量释放通常以剧烈的爆炸形式表现出来，产生巨大的冲击波和喷射物。
这些冲击波和喷射物能够对周围环境造成严重破坏。
二、岩爆的危害1. 破坏性巨大：岩爆释放的能量巨大，能够造成巨大的物理破坏。
它通常会导致附近建筑物的倒塌、道路的崩塌和地表的起伏不平。
对于火山地区而言，岩爆还可能引发火山喷发，进一步加剧破坏程度。
2. 人员伤亡：岩爆发生时，会产生大量的碎片和颗粒物，并产生强烈的冲击波。
这些碎片和冲击波对人体构成严重威胁，可能造成伤亡和重伤。
在活跃地质区域居住或开展作业的人员需要特别注意岩爆的风险。
3. 失去资源：岩爆破坏了地下岩石层，导致资源的损失。
例如，在矿山开采过程中，岩爆可能导致矿石的丧失，造成经济损失。
对于火山地区而言，岩爆还会摧毁周围的农田和森林，使人们失去生计和收入来源。
三、岩爆的防治措施1. 地质勘探：在规划和建设前，对地质条件进行充分的勘探是关键。
通过对地下岩层的详细调查和分析，可以评估岩爆的潜在风险，制定相应的预防措施，避免岩爆的发生。
2. 工程设计：在建筑物和基础设施的设计中，应考虑到岩爆的风险因素。
合理选择建筑材料和结构设计，提高抗岩爆能力，减少损失。
冲击地压简介
冲击地压，也称为岩爆，是矿山开采中一种极具破坏性的动力现象。
它是由于岩石体内应力的瞬间释放而导致的突发性、猛烈的岩石破裂和弹射。
一、冲击地压的产生原因冲击地压的产生原因较为复杂，但主要可以归结为以下几点：地质因素：岩石的物理性质、结构构造和应力状态是决定冲击地压发生的基本因素。
某些岩石，如硬岩和脆性岩石，由于其强度高、弹性大，容易积蓄大量的弹性变形能，当这些能量超过岩石的强度极限时，就会发生冲击地压。
开采因素：开采深度、开采方法、开采顺序等都会影响冲击地压的发生。
随着开采深度的增加，岩石的应力状态变得更加复杂，发生冲击地压的可能性也随之增大。
环境因素：地震、爆破等外部动力因素也可能诱发冲击地压。
二、冲击地压的危害冲击地压的危害是多方面的，主要体现在以下几个方面：人员伤亡：冲击地压发生时，岩石的瞬间破裂和弹射会对人员造成严重的伤害，甚至死亡。
设备损坏：冲击地压产生的强烈震动和冲击波会对周围的设备、设施造成损坏，影响正常的生产活动。
生产中断：冲击地压发生后，往往需要对现场进行清理和修复，这将导致生产中断，给企业带来巨大的经济损失。
安全隐患：冲击地压的发生可能会引发其他的安全隐患，如瓦斯突出、火灾等，进一步加剧灾害的严重性。
三、国内外安全事故1)辽宁阜新孙家湾煤矿冲击地压事故辽宁阜新孙家湾煤矿的冲击地压事故是近年来国内最为严重的矿山灾害之一。
该事故发生在阜新矿业（集团）有限责任公司孙家湾煤矿海州立井，事故共造成214人死亡，30人重伤，直接经济损失4968.9万元。
这起冲击地压事故给采矿带来的具体危害包括：工程体破坏：冲击地压发生时，巷道的支架被强大的冲击力摧毁，大量的煤和岩石涌入巷道，导致巷道堵塞。
这不仅使救援工作变得异常困难，也给后续的清理和修复工作带来了巨大的挑战。
设备损坏：冲击地压产生的强烈震动导致矿井内的通风、排水、提升等设备受到严重损坏，很多设备无法继续使用。
这不仅影响了矿山的正常生产，也给企业的经济效益带来了巨大的损失。
岩爆
岩爆一，定义岩爆，也称冲击地压，它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。
二，发生条件一是岩体中有较高的地应力,且其大小超过岩石本身的强度；二是岩石具有较高的脆性度和弹性。
具备上述两个条件，一旦地下工程破坏了岩体的平衡，强大的能量使岩体破坏，并将破碎岩石抛出。
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，当该部分能量超过了硬岩石自身的强度时；2．围岩坚硬新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，且具有较高的脆性和弹性，能够储存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型，当应力解除后，回弹变形很小;3．埋深较大(一般埋藏深度多大于200m)且远离沟谷切割的卸荷裂隙带；4．地下水较少，岩体干燥;5．开挖断面形状不规则，大型洞室群岔洞较多的地下工程，或断面变化造成局部应力集中的地带。
地质构造岩爆大都发生在褶皱构造的坚硬岩石中。
岩爆与断层、节理构造密切相关。
当掌子面与断裂或节理走向平行时，极容易触发岩爆。
岩体中节理密度和张开度对岩爆有明显的影响。
掌子面岩体中有大量岩脉穿插时，也可能发生岩爆。
岩爆-判断岩爆发生的应力条件1．用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc之比值进行分析；2．用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断。
围岩应力条件经验公式：σ1/σc>0.165～0.35(或σc/σ1>6.06～2.86)的脆性岩体最易发生岩爆。
三，岩爆的预报岩爆的预报主要是在测量岩体应力、岩体移动和岩体内部破碎状况或岩粉含量的基础上作出的。
四，岩爆的防治措施防治岩爆的有效措施是应力解除法。
此外，注水软化，锚栓-钢丝网-喷混凝土支护也可收到较好的效果。
打设超前钻孔转移隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力超前钻孔可以利用钻探孔，在掌子面上利用地质钻机或液压钻孔台车打设超前钻孔，钻孔直径为45mm，每循环可布置4～8个孔，深度5～10m，必要时也可以打设部分径向应力释放孔，钻孔方向应垂直岩面，间距数十厘米，深度1～3m不等。
第5章 爆破工程岩石爆破基本原理
• 也就是药包在自由面附近爆炸时，岩石是怎样破坏的。 又称自由面的破坏作用。
§5
岩石爆破基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理
• (1)反射拉应力波引起自由面岩石破坏(片落)
• 即由霍布金森效应引起的破坏。
• ①当入射压应力波传播到自由面时，一部分或全部反 射回来成为同传播方向正好相反的拉应力波，拉应力 超过岩石的抗拉强度时，发生片落现象。这种效应叫 做霍布金森(Hopkinson)效应。
下
§5
岩石爆破基本原理
σr σr
径向拉应力 岩石开裂 环向裂隙 返回
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§5
岩石爆破基本原理
• ④产生剪切裂隙的原因
• 在径向裂隙和环向裂隙形成的同时,岩石还受到径向 应应力和切向应力的的共同作用,进而产生剪切裂隙。 如下图所示。
• 4. 岩石的分区 • 根据岩石的破坏特征，由内向外，可将岩石大致分为 三个区： • ① 压缩（粉碎）区（近区） • 形成的空腔称为压缩区。
§5
岩石爆破基本原理
• ②(8～150)r：应力波作用区;
• 特点：冲击波压应力波，波阵面上的状态参数变化 比较平缓；波速等于岩石中的声速。
• 由于压应力波的作用，岩石处于非弹性状态，可导致 岩石的破坏或残余变形。 • 应力衰减与距离二次方成正比。
爆炸应力波及其作用范围 r—药包半径 tH—介质状态变化的时间 ts—介质状态恢复到静止状态的时间
§5
岩石爆破基本原理
• 3.爆破漏斗的几何参数
θ
r
H h W
• (1)最小抵抗线W • (3)爆破作用半径R
•(4)爆破漏斗深度H •(6)爆破漏斗张开角θ
• (2)爆破漏斗底圆半径r •(5)爆破漏斗可见深度h •说明：(1)、(2)、(3)称为爆破漏斗三要素。
岩爆的预防及处理范文
岩爆的预防及处理范文岩爆是指在地下工程中，由于地下岩体的不稳定性引起的爆炸性崩塌现象。
岩爆的发生对人员和设备都会带来巨大的威胁和损失，因此岩爆的预防和处理非常重要。
本文将从岩爆的原因、预防措施和处理方法等方面进行详细论述。
一、岩爆的原因岩爆的发生与以下几个因素有关：1. 岩石力学性质：岩石的力学性质是岩爆发生的主要原因之一。
岩石的强度、固结度、岩体结构等都会影响岩爆的发生。
2. 地下水位和水压：地下水位和水压的波动也是岩爆发生的重要因素之一。
地下水会使岩体中的岩层饱和，降低其强度，进而导致岩体的不稳定性增加。
3. 工程挖掘：地下工程的开挖也会引发岩爆。
工程挖掘过程中，存在爆破和机械冲击等施工活动，这些活动会对岩体进行破坏和削弱，导致岩爆的发生。
二、岩爆的预防措施为了防止岩爆事件的发生，采取以下措施是至关重要的：1. 岩体勘察和评估：在进行地下工程之前，必须对岩体进行全面的勘察和评估。
通过对岩石的强度、固结度、岩体结构等进行评估，可以判断岩体的稳定性，从而采取相应的防护措施。
2. 合理的施工方案：在进行地下工程施工时，必须制定合理的施工方案。
合理的施工方案包括针对不同岩体条件的施工方法、使用合适的爆破参数等。
3. 悉心的支护设计：选择合适的支护材料和支护方式对岩体进行加固，是预防岩爆的重要环节。
合适的支护设计可以增加岩体的稳定性，减少岩爆的发生。
4. 及时的检测和监测：对地下岩体进行及时的检测和监测可以发现岩体变形和破坏的迹象，从而提前采取措施，防止岩爆的发生。
5. 健全的管理制度：完善的管理制度是预防岩爆的基础。
建立健全的地下工程安全管理制度，并进行严格的监督和检查，可以有效减少岩爆事件的发生。
三、岩爆的处理方法当岩爆事件发生时，需要采取以下处理方法：1. 保护人员安全：岩爆事件发生后，首要任务是保护人员的安全。
立即组织人员疏散，并做好相关救援工作，确保人员的生命安全。
2. 抢险和救援：在岩爆事件发生后，需要尽快组织人员进行抢险和救援工作。
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岩爆的原理
岩爆是指岩石在高温和高压环境下发生剧烈爆破的现象。
岩爆的原理主要涉及岩石受到应力的作用，导致弹性能量积累并达到临界点时，岩石发生应力释放和有序破裂。
下面将详细解释岩爆的原理。
在地壳深处存在着许多岩石，受到地球内部和外部的各种力的作用。
这些力有地球内部热液的高温高压、地壳运动的挤压和拉伸力等，使得岩石遭受了极高的应力。
当岩石的应力达到其抗压强度极限时，岩石会突然破裂并释放出巨大的能量，形成岩爆。
岩爆的发生主要取决于岩石的物理和力学性质，以及周围环境的条件。
岩爆的原理可以解释为以下几个方面：
1. 弹性能量积累：当岩石受到外部应力时，其会发生弹性变形，形成应变能。
岩石的弹性模量和体积决定了其储存弹性能量的能力。
长期以来，岩石受到复合应力的作用，使得其内部产生了巨大的弹性能量。
2. 应力释放和有序破裂：当岩石内部积累的应力超过其抗压强度时，岩石会发生应力释放和有序破裂。
岩石断裂面的扩展和错动会导致岩石内部应力的剧烈释放，并释放出大量的能量。
3. 管道效应和波动扩散：当岩石发生破裂时，由于断裂面的错动，会形成管道
效应。
这种效应使得能量沿着断裂面向外传播，产生巨大的冲击波和爆炸波。
同时，在岩石内部和周围会产生巨大的应力波、压力波和剪切波，使得岩石周围的岩层也受到了破坏和变形。
4. 能量释放和喷发：岩爆的释放能量通常以爆炸的形式表现出来，这种爆炸会产生大量的高温和高压热气体。
这些高温高压气体会迅速膨胀并向周围环境释放，形成岩层喷发和崩塌的现象。
岩爆的原理是复杂的，涉及岩石的物理、化学和力学特性等多个方面。
岩石的类型、温度、压力和湿度等条件都会影响岩爆的发生和规模。
同时，随着岩石内部应力的增加和释放，岩爆也会引发地震、火山喷发等自然灾害。
为了避免岩爆的发生和减小其危害，对于有潜在岩爆危险的地质环境，应采取措施进行预警和监测，同时采取适当的工程措施来增加岩石的稳定性和抗压能力。
这样可以更好地预防和应对岩爆带来的灾害。