深埋长隧洞岩爆微震监测、预警与防控技术探讨

北疆供水二期工程线路总长540.5km,隧洞长514.6km,通过区域地质特征及前期地质勘察成果为基础,重点介绍TBM机在隧洞掘进中所遇到的岩爆灾害,施工过程中采用微震监测、预警与防控技术方法和思路.     

隧洞岩爆施工措施

岩爆是高地应力区隧道开挖施工中常见的一类动力失稳地质灾害现象,极大地威胁着现场施工人员和设备的安全。通过对江阴引水隧洞开挖时发生岩爆现象的观测,并根据岩性及工程地质条件、应力条件讨论发生岩爆的内外因条件,据此对岩爆进行预测,指出岩爆并非单一因素导致的事件,而是典型的多因一果,在岩爆预测时应根据其发生的条件采用综合判别准则分析其特征和规律,从实践中初步总结出了一套预防和治理岩爆的方法。     

冬瓜山铜矿岩爆倾向性分析

冬瓜山铜矿床是我国首例埋藏深度超过千米的金属矿床．目前正在进行有岩爆倾向深埋矿床的开采技术研究．分析了冬瓜山7种典型岩石的弹性能量指标WET、脆性系数R、冲击能量指标WCF和试块储存的最大应变能Es等4项指标．认为这7种岩石中有2种具有中等岩爆倾向，2种具有微弱岩爆倾向．还有3种不具有岩爆倾向．     

隧道地应力测量与岩爆预测分析

本文基于解南高速公路某隧道实测地应力数据研究隧址区初始地应力场分布规律,结果表明隧道区初始地应力场以构造应力为主导。根据实测地应力资料对高地应力区隧道开挖阶段进行岩爆预测,结果显示该区表现为中等岩爆等级。     

岩爆预测的距离判别模型及应用

将距离判别分析法(DDA)应用于岩爆预测中,建立了岩爆预测的距离判别模型.选取影响岩爆的主要因素,如最大切向应力σθ、单轴抗压强度σc、单轴抗拉强度σt和弹性能量指数Wet等4个指标作为判别因子,以岩爆实测样本作为训练样本,建立相应线性判别函数对待判样本进行分类.研究结果表明,距离判别分析模型是岩爆预测的一种有效方法,可以在实际工程中应用.     

大直径TBM通过深埋强岩爆洞段的岩爆防治方法

针对引水隧洞岩爆的具体特征,结合现场实际情况,开展了新材料、新工法、强岩爆段钻爆法导洞+TBM联合施工的试验研究,提出了强岩爆洞段TBM施工与岩爆综合防治措施,现场微震监测结果和实际岩爆发生情况表明该施工方法对于强岩爆的防治是有效的。     

岩爆预测的理论与实践

文章介绍了在天生桥二级水电站隧硐中用有限元方法进行的岩爆数值预测研究工作。数学模型是在实地分析岩爆破坏机制基础上，经过岩爆强度理论及稳定理论分析，并经过物理模型试验验证后建立的。预测结果与后来隧硐中发生的岩爆实际情况接近。     

岩爆的预测与防治

介绍了岩爆发生的预测判断方法及预防治理措施。     

岩爆预测与防治方法述评

岩爆是一种世界性的地质灾害,极大地威胁着施工人员和设备的安全。本文以翔实的资料论述了岩爆的类型、特征及发生规律,产生的条件与危害,以及岩爆的预测、防冶方法及其在工程实践中所取得的成果。以期达到在确保施工安全的同时,加快施工进度、降低工程成本的目的。本文所提供的资料可供地下工程研究设计与施工人员参考。     

罗河铁矿井下岩爆预测分析

在地质资料、地应力分布规律、岩石力学参数指标等研究成果的基础上,采用多种岩爆判据分别对罗河铁矿的岩爆几率进行分析预测,掌握井下岩爆的倾向性。研究结果表明,凝灰岩、次生石英岩、蚀变粗安岩发生岩爆的几率较少,但碱性长石岩、膏辉岩和磁铁矿三类典型矿岩均存在中等偏上的岩爆倾向,且随着深度的延伸,其岩爆等级加大,为矿山的安全高效生产提供技术保障。     

冲击地压的最新分类与防治对策

在案例分析的基础上,提出了冲击地压的分类方案,并对各类冲击地压发生的原因,实现条件、判断准则进行了分析,最后提出了防治措施。     

岩爆有关问题的研究现状

从岩爆形成机制、岩爆的特点及烈度分级、岩爆的预测方法和岩爆的防治措施等方面进行综合分析,较为系统地阐述了岩爆有关问题的研究现状.     

冲击地压应力监测预报系统的研制与应用

为了较好地预测冲击地压,实现冲击地压发展、发生过程的动态监测,针对冲击地压发展、发生过程中应力脉冲信号幅值的变化情况,研制了冲击地压信号监测记录分机,并开发了相应的预测预报软件.监测记录分机配4组传感装置,可同时记录来自4个不同方位的应力信号,利用红外通讯适配器将记录的应力信号传输给软件分析系统来预测冲击地压.工程实践表明,预测预报系统能较好地对冲击地压的发展、发生过程进行跟踪和预测,具有较高的工程应用价值.     

岩爆等级预测的PCA-OPF模型

为了高效准确预测岩爆烈度,将主成分分析(PCA)和最优路径森林(OPF)算法相结合,选取岩石单轴抗压强度、应力系数、脆性系数、弹性能量指数以及完整性系数这5个指标建立了岩爆预测的PCA-OPF分析模型。通过SPSS软件对国内外50组岩爆工程实例数据做主成分分析,依据方差累计贡献率得出3个主要影响因素,作为输入因子对OPF模型进行训练、评估、测试。试验结果的平均预测准确率可以达到91.25%,对比于其它数学模型,PCA-OPF模型预测准确率更高且更稳定,表明PCA-OPF模型在岩爆等级预测中有较好的实用性,可作为一种新的岩爆等级预测方法。     

圆形硐室岩爆的震级预测

应用损伤力学和极值点失稳理论对圆形硐室岩爆进行了解析分析,在此基础上采用地震震级与地震波释放能量的关系,对圆形硐室岩爆震级预测方法进行了探讨。圆形硐室岩爆震级与采深、圆形硐室半径及岩性等影响因素有关,随采深、圆形硐室半径、岩石抗压强度及E/λ增加而增大,与实际观测的结果基本相符。所提出的岩爆震级的预测方法可以推广应用于煤柱和采场冲击矿压最大震级的预测。     

跃进煤矿冲击地压的形成及防治技术

义煤集团公司跃进煤矿采用动压观测、电磁辐射仪、钻屑法和微震等手段进行综合预测预报,并对危险区段采用"五位一体"的综合防治措施。文章介绍了该矿冲击地压形成的原因、预测及防治技术。     

防冲技术体系在冲击地压矿井中的应用

研究冲击地压防治技术对于保障冲击地压矿井的安全开采具有重要意义。千秋煤矿“3·27”冲击地压事故后,制订、落实“监测预警、卸压措施、措施效果检验、强力支护、强力防护”防冲技术体系,确保了工程质量和安全,有序推动复工复产工作,为以后冲击地压防治积累了新的经验。     

基于贝叶斯神经网络的冲击地压预测与影响因素权重分析

针对华丰煤矿4#煤层冲击事故频发的问题,采用理论分析及现场实验相结合的方法,对于复杂开采技术类因素和多种典型性地质条件耦合作用下的冲击地压启动机理、能量来源及防治措施展开研究。首先分析4#煤层1411工作面冲击启动能量来源,通过建立工作面前方煤体及围岩结构承受动、静载荷的力学模型,得到冲击启动区煤体内部任意一点的应力解析解,其次基于弹塑性理论,通过主应力平面偏转变换得出的最大、中间和最小主应力求得冲击启动区任意处单元煤体储存的弹性应变能的解析解,并根据现场实际工程参数,分析各种因素对煤体内部应力和能量分布规律的影响。结合力学模型解析解、数值模拟实验和现场记录参数的结果对工作面前方冲击地压的启动、传递和显现进行预测和分析。通过对冲击地压影响因素权重的分析发现了通过水力压裂降低顶板强度或水射流切割顶板降低老顶悬臂梁长度等对工作面防冲治理的优先级应高于保护层开采卸压等手段。     

坚硬煤岩组合条件下冲击矿压发生机理

顶板岩层结构中的厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一,而目前作为煤层冲击倾向鉴定的主要依据是煤层自身的冲击倾向的实验室鉴定结果,这一结果与实际现场有的反差较大。三河尖矿采用主采煤层组合煤岩进行了冲击倾向性试验,为三河尖煤矿高冲击危险区工作面冲击矿压监测及治理提供了基础参数。     

液压支架抗冲击能力分析

介绍了煤矿机械化开采中冲击地压的危害,并分析了提高煤矿支护设备抗冲击能力的必要性,从液压支架双扭线的选取、结构件的刚度、安全阀的选取和应用、单体液压支柱的应用等几个方面分析了支护设备的抗冲击能力。