深部矿山巷道岩爆倾向性预测及防治技术研究

在深部矿山开采过程中,由于高地应力及复杂地质条件,岩爆时有发生。利用多种岩爆判别标准,并结合层次分析-模糊综合评判深部岩体的岩爆倾向性,结合矿山实际情况,提出岩爆防治措施,并根据岩爆支护设计原则,设计了两种可行支护方案,分析应力集中部位、大小等参数以及破坏特征,与矿山原方案作对比,进行支护优化。结果可为矿山开采岩爆防治提供参考。     

井底车场防治岩爆施工技术

通过对四矿三水平副井井底车场巷道发生岩爆机理的分析和研究,总结出坚硬岩石受静压力后变化的规律和特点。通过改进施工工艺和采取超前卸压和松动爆破技术,很好地控制了巷道的岩爆,达到了防治岩爆的目的。     

岩爆研究进展及发展趋势

从岩爆形成机理、岩爆预测和岩爆防治措施3方面阐述了国内外岩爆研究的现状及进展,指出了目前岩爆研究存在的几个问题以及发展趋势.     

隧道岩爆分类及防治对策

隧道发生岩爆,不仅会对施工安全构成威肋,而且可能造成严重的超挖、增加工程造价甚至延误工期.根据隧道岩爆的特点,总结了国内岩爆的分类方法,并提出了从设计、施工、支护加固处理措施到质量管理的隧道岩爆防治对策,以避免和减少隧道岩爆的发生.     

深部巷道岩爆预测及防治技术

通过对平煤集团十二矿发生岩爆的统计分析、电磁辐射法预测预报岩爆危险性可行性、爆破卸压解危措施效果等多方面的研究，提出了岩爆的预测预报方法及防治措施，并在现场进行了工业性试验。     

有岩爆危险巷道的支护设计

岩爆与通常意义上的岩体破坏不同，因此有岩爆危险巷道支护的设计方法也就同常规巷道支护设计有所差别。作者从岩爆的定义、岩爆的强度和岩爆的破坏机理入手，较详细介绍了岩爆破坏巷道的特点以及对支护系统的要求，通过实例介绍了以能量平衡理论为基础进行有岩爆危害巷道支护设计的方法。     

加拿大矿山具有岩爆倾向的硬岩支护技术

系统介绍了加拿大近年来在岩爆及具有岩爆倾向硬岩支护技术领域的研究结果，总结了控制岩爆的支护设计原理和方法，建立在经验统计和理论分析的基础上，可实现对潜在破坏机制、破坏水平的判别，选择合理的抵抗岩爆破坏的支护系统。     

基于深部开拓巷道的岩爆预测及防治技术分析

岩爆是矿山在开采过程中严重的灾害现象,随着矿山浅部资源的日趋枯竭,矿山相继进入深部开采阶段,在“三高”作用的影响下,深部开采使得岩爆问题愈发突出,成为制约矿山安全生产的重大隐患,本文以棋盘井煤矿为研究对象,通过侧压系数进行巷道围岩的岩爆预测,针对该区域岩体具备中级岩爆的可能性,提出岩爆防治技术,通过对工作面前方进行超前卸压、松动爆破卸压及对工作面后方进行深孔卸压,有效地降低了巷道岩爆发生的可能性,在一定程度上,保障了矿山安全施工与开采。     

硬岩矿床岩爆防治的能量释放控制措施

讨论了在岩爆防治中能量释放控制的重要性，在以能量释放率作为衡量指标对冬瓜山铜矿深埋矿床采场结构参数和开挖步骤进行数值分析的基础上，提出控制能量释放的合理采场结构参数和开挖步骤，结合该矿岩爆现场调查资料，采矿方法以及支护原理，分析并提出控制巷道及采场围岩能量释放的支护及工程处理措施，研究结果已应用于该矿采矿设计和施工。     

采掘工作面冲击地压防治

为了能够更好地防治冲击地压,通过分析现有防治冲击地压的技术方法,提出了集束卸压孔防治冲击地压的方法.在巷道周围或工作面顶底板附近,打集束卸压孔,大量取出岩煤,在垂直钻孔的围岩断面上形成一个呈多孔状的弱面,在空间中形成一系列空岩管覆盖或围绕在一定距离的巷道周围或工作面顶底板中.当集中应力作用于巷道围岩时,首先破坏该弱面结构消耗能量,破坏后的该弱面会中断或减弱应力传递,并导致应力集中区向两侧深部岩体转移(采空区或较安全位置),保护巷道不产生或减少两帮挤进和底鼓.当发生地压冲击时,集中应力主要作用于两侧深部煤岩体,从而保护采掘巷道和局部工作面,确保人员设备安全与生产连续进行.     

防冲煤柱合理宽度的确定方法研究及应用

针对煤柱型冲击矿压的多发性与危害性,基于煤柱弹塑性模型,提出了2种防冲煤柱设计方法。从防治冲击矿压角度利用力学计算方法分别计算屈服煤柱及承载煤柱宽度,得出防冲煤柱合理宽度的理论计算方法。结合某矿实际工程地质情况,合理选择煤柱优化方案,对比煤柱宽度优化前后的矿震活动、冲击矿压显现情况,结果表明优化后的煤柱宽度可有效降低冲击危险性程度。研究成果为防冲煤柱合理宽度的确定提供了依据,具有一定的理论意义与实用价值。     

深部岩体工程岩爆灾害的事故树分析

通过深入分析深部岩体工程发生岩爆灾害的各种影响因素,利用事故树分析方法找出导致岩爆灾害的最小割集,并对其结构重要度进行分析。结果表明,岩爆灾害是基于高地应力完整硬脆岩体中发生的,岩爆灾害的发生受多因素影响,具有易发性。在目前岩爆机理的研究基础上,通过增强施工安全意识,对防治岩爆灾害的发生起主导作用。研究结果为进一步提高岩爆灾害防治与控制措施提供依据。     

冬瓜山矿床深井开拓岩爆预测与防治措施

结合冬瓜山矿床深部开拓工程的实际对深井开拓面临的岩爆倾向及存在的危害及爆光机理进行分析和论证。提出了观测和防治岩瀑的技术措施。     

基于岩石损伤破坏和声发射理论的岩爆发生机理

岩石等脆性材料在加载过程中，随着载荷的增加，材料内部的微裂纹产生、扩展并伴随着声发射现象的发生。声发射是研究脆性材料损伤演化的良好工具，它能连续、实时地监测脆性物体内部微裂纹的产生与扩展，这是其他任何方法都不具有的优势。采用岩石声发射测试技术，对不同孔隙率的岩石的岩爆机理进行了系统的试验研究；利用统计规律和连续损伤力学理论建立了声发射与损伤变量之间线性关系式；用不同孔隙率的大理岩进行了双轴压缩试验。试验模拟了双向受力状态下的岩爆，研究了其破坏过程中的声发射特征，并从岩石损伤的角度分析了岩爆的发生机制。研究表明，采用岩石声发射测试技术追踪岩爆的产生和发展过程，是进行岩爆机理研究的一种科学、有效的方法。     

煤岩中弹性能量的表征与冲击地压预测方法研究

分析了煤岩储能区冲击效应现象的发生机理及基本特征,深入探讨了围岩深部原生煤岩体固有的弹性能以及冲击效应的特征;揭示了冲击效应诱发煤岩力学性能及物理性质的变化。基于这些有意义的变化,探讨性地提出了冲击地压的应力监测法和能量型磁电监测法的技术思想,为冲击地压的预测提供了新的方法。     

冬瓜山矿床岩爆发生机制分析

通过对接着瓜山岩爆的现场调查研究，总结了该矿床岩爆发生的特征，研究了岩爆的破坏机制。利用岩爆的经验判据分析了其岩爆发生的可能性及强弱，并提出了冬瓜山矿床岩爆防治的建议措施。     

狭窄煤柱岩爆的影响因素分析

将顶板视为中点有支承的弹性固结梁,将煤柱视为支座,形成了顶板-煤柱系统。在煤岩体本构关系中考虑应变梯度的影响,得到了煤柱的失稳判据,进而分析了煤柱岩爆的影响因素。分析表明,顶板的跨径、顶板的抗弯刚度、煤柱的尺寸、煤柱的脆性、煤岩材料的均匀性和矿物颗粒的大小是煤柱岩爆的重要影响因素。     

基于矿山工程地质特点的岩爆防治措施研究

以宜昌某磷矿工程的岩性和地质环境为基础,结合现场的岩爆特性和室内试验,分析引起该矿山开采时产生岩爆的主要原因,并提出岩爆防治措施。研究结果表明:(1)矿山在水平构造应力环境下,顶板含有硅质白云岩的岩体具有较强的岩爆倾向性;(2)由于开拓巷道的几何尺寸比采区的几何尺寸要小很多,采区的围岩应力受开采引发的多因素影响,致使采区的岩爆率与岩爆烈度相对比其在开拓巷道的大;(3)针对矿区特殊的初始应力与地质构造环境,可通过降低开采引起的围岩应力集中程度和加强矿山安全管理措施对矿山岩爆进行防护。