岩爆
岩爆(Rock burst)是指地下开采的深部或构造应力很高的区域,在临空岩体中发生突发式破坏的现象,也叫冲击地压1。
发生的原因是临空岩体积聚的应变能突然而猛烈地全部释放,致使岩体发生像爆炸一样的脆性断裂。冲击地压造成大量岩石崩落,并产生巨大声响和气浪冲击,不但可将矿井破坏,而且震动波可危及地面建筑物2。
在施工前,要针对已有勘测资料,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,为施工中岩爆的防治提供初步的理论依据。在施工过程中,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。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。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3。
基本信息
- 中文名
岩爆
- 外文名
Rock burst
- 发生原因
硐室开挖过程中发生岩爆
- 防治措施
应力解除、注水软化
- 特点
突发性、部位集中性等
- 别名
冲击地压
基本概念
岩爆,也称冲击地压,是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。岩爆是深井矿山面临的主要安全隐患之一。轻微的岩爆仅有剥落岩片,无弹射现象,严重的可测到4.6级的震级,烈度达7一8度, 使地面建筑遭受破坏,并伴有很大的声响。岩爆可瞬间突然发生,也可以持续几天到几个月。发生岩爆的条件是岩体中有较高的地应力,并且超过了岩石本身的强度,同时岩石具有较高的脆性度和弹性,在这种条件下,一旦地下工程活动破坏了岩体原有的平衡状态,岩体中积聚的能量释放就会导致岩石破坏,并将破碎岩石抛出。
形成原因
发生条件
(1)近代构造活动造成深部矿岩内地应力较高,岩体内储存着较大的应变能,当该部分能量超过了岩石自身的强度时,就会发生岩爆事件;
(2)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的围岩,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,当因工程开挖解除应力后,由于回弹变形很小,极有可能造成岩石爆裂并弹出;
(3)如果地下水较少,岩体干燥,也容易发生岩爆;
(4)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,是岩爆容易发生区域。
发生原因
发生原因:围岩强度适应不了集中的过高应力而突发的失稳破坏。
防治措施:应力解除、注水软化和使用锚栓-钢丝网-混凝土防爆支护等4。
类型特点
深井矿山岩爆有如下特点:
(1)突发性
在未发生前,并无明显的i正兆,甚至可能听不到空响声,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)部位集中性
虽然岩爆发生地点也有距新开挖T作面较远的个别案例,但大部分均发生在新开挖的工作面附近。常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多。
(3)时问集中性与延续性
岩爆仵歼挖后陆续出现,多在爆破后24 h内发生,延续时间一般为l~2个月,有的延长1年以上,事前一般无明显预兆。