第六章 地下工程灾害预报与防治 第四节、岩爆发生的现象、机理与防治 一、岩爆发生的现象 岩爆是矿井进入深部开采以后更容易遇到的严重的灾害之一。 有记录的岩爆发生的历史 我国岩爆发生的基本情况 岩爆是岩石动力破坏的一种特殊形式 采矿引起岩石破坏的主要形式 1 、岩块的冒落或坍落 原因:采矿导致节理岩体的松动。危害:砸伤作业人员、损坏支护。 2 、松散岩层变形 原因:在强大地应力作用下,松软岩体的明显变形。危害:损坏支护,改变巷道断面和形状。 3 、凿岩爆破等动载荷下的破坏; 4 、岩爆、煤与瓦斯突出等动力现象 岩爆发生的一些实例 岩爆的危害:造成人员设备的巨大损失并引起作业人员的恐慌。 岩爆与通常的岩体破坏现象的区别 通常的岩体石破坏发生时的主要现象:1 、通常的岩石破坏不会有猛烈的声响和(大量)能量的瞬间释放;2 、破坏过程缓慢;3 、要进一步施加外载或做功才能发生破坏;4 、比较容易预报。 岩爆发生的现象和特点:1 、破坏范围大、能量大;2 、无明显前兆的情况下,自行发生破坏,难以预报;3 、破坏时可以有巨大声响,破坏及其迅速;4 、小扰动下会引发岩爆; 5 、岩爆有滞后发生的现象;6 、岩爆引起的岩体突然破坏不需要外界向系统进一步输入能量,因此与爆破载荷引起的岩体动力破坏有实质区别。 岩爆发生的初步的定义(从现象上): 岩爆是岩石(体)猛烈破坏并释放大量能量的现象。 岩爆是岩石(体)的一种特殊的破坏形式,并可以得出如下结论: 1 、岩爆不能简单地等同与岩石的破坏;2 、岩爆所表现出的岩石破坏的动力性,不同于爆破引起的岩石动力破坏。 问题与思考:岩爆与普通岩石破坏的根本区别是什么? “科学研究的区分,就是根据科学对象所具有的特殊的矛盾性。因此,对某一现象所特有的某种矛盾的研究,就构成某一门学科的对象。”(毛泽东《矛盾论》) 库克认为:“岩体发生破坏,引起矿体—围岩力学系统平衡状态破坏时,若其释放的能量大于消耗的能量,将产生岩爆。” 岩爆与通常岩石破坏的本质区别在于:1 、破坏的突然性;2 、破坏过程中有多余的(有时是大量的)能量释放。 二、经典力学关于非稳定平衡和突然破坏的研究 1 、压杆失稳 2 、铅笔的稳定平衡与非稳定平衡 3 、小球的稳定平衡、非稳定平衡和随遇平衡 4 、薄壁结构的失稳破坏 稳定平衡的定义:当一个平衡系统在任意微小扰动作用下,偏离平衡位置一个微小距离后,立即会产生一...