岩爆与围岩分类

岩爆是高地应力条件下完整脆性硬质围岩失稳的一种表现型式,岩爆烈度如何影响围岩类别尚不清楚,探索岩爆与围岩分类的关系,对准确判别高地应力条件下的围岩类别有着重要意义。本文以某深埋隧洞围岩分类为依据,对我国水利水电地下洞室围岩分类中岩爆烈度与围岩类别的关系、岩爆判别指标的选取等问题进行了探讨。

马路坪矿深部开采岩爆倾向性模糊综合评判

开阳集团马路坪矿经过40多年的开采,某些中段即将进入深部开采的范围。为预测马路坪矿4种主要岩石在750中段、700中段和600中段的岩爆倾向性,对这4种岩石进行岩石力学试验,同时提出由不同影响因素构成的多种评判指标,通过理论预测法进行岩爆的模糊数学综合评判,最后运用级别变量特征值Hj作为评判准则来判断这4种岩石在3个中段的岩爆倾向性,得出这4种岩石随着开采深度的加大而岩爆倾向性增强的趋势。

微震多维信息识别与冲击矿压时空预测——以河南义马跃进煤矿为例

随着煤炭开采深度和强度的增大,冲击矿压已成为煤矿普遍的安全问题.具体针对煤矿冲击矿压的时空预测难题,进一步发展了微震多维信息的时空预测方法:首先,构建微震多维信息识别指标体系,包括优选的频次指标和新提出的震源集中程度、最大应力和总应力当量指标;其次,基于归一化方法、异常分级判别准则和时空统计滑移模型,分别获得各指标的时序曲线和空间云图;然后,采用R值评分法评估和检验各指标的预测效能,并依此赋予各指标权重;最后,应用综合异常指数方法,实时定量分析监测区域的冲击险状态、具体危险区域及等级.预测实例表明,该方法综合考虑了微震时、空、强要素,预测效能较高,并能从时序上定量描述监测区域的冲击危险状态,空间上定量反映监测时段内的冲击危险区域及等级,现场中指导实施防冲措施,在一定程度上解决了现场防冲措施实施的盲目性,从而进一步发展了煤矿冲击矿压的时空监测预报方法.

金属矿山硐室发生岩爆的数学判据的研究

近年来,金属矿山发生岩爆的事故愈来愈多,对预测此类岩爆的发生也日益重要。通过对金属矿山岩爆的分析,建立了一种岩爆与临界深度有关的数学判据,以此来判别金属矿山硐室中是否有岩爆发生,并通过实例验证了其可行性,对有效预测预防金属矿山岩爆的发生具有一定的参考意义。

深埋长大公路隧道岩爆机理及其评判方法

针对岩爆现象进行了分析,阐述了岩爆发生的机理,对常用的岩爆评判方法进行了对比研究,以期找出能比较准确预测隧道岩爆的评判方法,用以指导工程实践。

应用神经网络对矿岩的倾向性进行模糊分类

应用神经网络可以模拟复杂的非线性系统的特性,借鉴冬瓜山铜矿岩爆研究的成果,通过利用神经网络,综合多种岩爆判据,对冬瓜山铜矿的几种主要岩石进行了岩爆倾向性预测,同时提出了在冬瓜山岩爆和地压监测系统中运用神经网络处理监测数据的设想。

长大深埋山岭隧道岩爆地段关键施工技术

岩爆研究成果丰富,但仍然是一个世界性难题。文章结合向莆铁路高盖山隧道、金瓜山隧道施工岩爆工程实例,采用国内外常用的岩爆判据和岩爆分级方法,研究分析了实例工程岩爆特征、岩爆等级、影响因素,以及岩爆预测预报方法,提出了岩爆防治措施,包括应力解除钻孔、注水湿化和锚固等方法;同时,在综合已有资料的基础上对岩爆判据、分级及防治等方面提出了意见和建议,强调岩爆判别应采用多因素综合判别准则。

基于改进MATLAB-BP神经网络算法的隧道岩爆预测模型

针对岩爆预测这一地下工程领域中的世界性难题,通过总结和阐述众多学者关于岩爆影响因素、预测方法和判别准则的相关研究成果,引用围岩最大主应力σmax,切向应力σθ,单轴抗拉强度σt、单轴抗压强度σc,点荷载强度Is和σθ/σc,σc/σt,以及隧道埋深h,冲击倾向性指数Wet这9个主要预测关联性指标,在收集国内外典型岩爆地下工程基于现场地应力监测数据资料的条件下,以非线性科学理论为指导,建立考虑以上9个关键性预测指标的BP神经网络改进预测模型,并利用工程实例对模型进行验证。研究结果表明:改进算法模型实现了非线性理论和网络分析法之间的有机结合,避免了普通算法存在的网络性收敛速度慢容易陷进局部最小点等运行缺陷,该预测模型分析较复杂结构具有明显优势;改进算法模型预测结果与现场实际情况相符,这可以为今后类似隧道及地下工程施工的岩爆风险预测及评估提供一定的借鉴和指导作用。

煤岩体变形破坏的能量演化模型及冲击危险性评价

建立了煤岩体单元变形破坏过程中能量输入、积聚、耗散、释放的理论计算模型,基于冲击启动理论和围岩变形破坏后的结构防冲能力,提出冲击失稳判据及危险性判断流程。以孟村4号煤层掘进巷道冲击显现事故为工程案例,分析了巷道掘进后围岩变形破坏、能量演化特征,判别了冲击危险性,验证了冲击危险性评估流程的正确性。分析了地应力对冲击危险性的影响。结果表明:水平偏应力越大,冲击危险性越高;掘进方向与最大水平应力垂直时,冲击危险性最高,与最大水平主应力平行时,冲击危险性最低。以冲击变形能非线性增大速率为判别准则,计算出临界采深。本文案例中,采深超过500m后,冲击变形能变化速率较浅部变化速率增大了10倍。造成冲击危险性非线性增大的原因是煤岩体能量积聚和释放增长速率在500m后显著增大:能量积聚增长速率为埋深小于500m时的5.3倍,能量耗散基本不变,能量释放增长速率为1.8倍。