岩爆顶板安全管理.ppt
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1、岩爆顶板安全管理现场管理班:宋华2013年11月12日 岩爆岩爆岩爆岩爆是高应力地区地下硐室中围岩脆性破坏时应变是高应力地区地下硐室中围岩脆性破坏时应变是高应力地区地下硐室中围岩脆性破坏时应变是高应力地区地下硐室中围岩脆性破坏时应变能突然释放造成的一种动力失稳现象能突然释放造成的一种动力失稳现象能突然释放造成的一种动力失稳现象能突然释放造成的一种动力失稳现象,属于高应力地区属于高应力地区属于高应力地区属于高应力地区硐室开挖中常见的一种地质问题。硐室开挖中常见的一种地质问题。硐室开挖中常见的一种地质问题。硐室开挖中常见的一种地质问题。通过岩爆室内实验资料分析,岩爆是高能量岩体在通过岩爆室内实验资
2、料分析,岩爆是高能量岩体在开挖形成的临空条件下开挖形成的临空条件下能量突然释放的地球物理现象能量突然释放的地球物理现象。由于地下采掘,使原有的地应力平衡被打破由于地下采掘,使原有的地应力平衡被打破,不仅地不仅地应力将重新分布,而且往往造成局部围岩应力跃升及能应力将重新分布,而且往往造成局部围岩应力跃升及能量进一步集中,并可能导致围岩变形局部化现象量进一步集中,并可能导致围岩变形局部化现象,诱发岩诱发岩石中的微破裂,使围岩由石中的微破裂,使围岩由静态平衡向动态失稳发展,释静态平衡向动态失稳发展,释放大量弹性能,形成岩爆放大量弹性能,形成岩爆。岩爆的定义岩爆的定义岩爆产生的条件:岩爆产生的条件:1
3、 1、近代构造活动山体内地应力较高,岩体内储存着很、近代构造活动山体内地应力较高,岩体内储存着很大的应变能;大的应变能;2 2、围岩新鲜完整,裂隙极少或仅有隐裂隙,属坚硬脆、围岩新鲜完整,裂隙极少或仅有隐裂隙,属坚硬脆性介质,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,性介质,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,应力解除后,回弹变形很小;应力解除后,回弹变形很小;3 3、具有足够的上覆岩体厚度,一般均远离沟谷切割的、具有足够的上覆岩体厚度,一般均远离沟谷切割的卸荷裂隙带,埋藏深度多大于卸荷裂隙带,埋藏深度多大于200m200m;4 4、无地下水,岩体干燥;、无地下水,岩体干燥;5 5、
4、开挖断面形状不规则,造成局部应力集中。、开挖断面形状不规则,造成局部应力集中。6 6、在溶孔较多的岩层里,则一般不会发生岩爆。、在溶孔较多的岩层里,则一般不会发生岩爆。隧道内岩爆的特点:隧道内岩爆的特点:1 1、在未发生前,并在未发生前,并无明显的征兆无明显的征兆,虽经过仔细寻找,虽经过仔细寻找,并无空响声,一般认为不会掉落石块的地方,也会突然发并无空响声,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。生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠下。2 2、岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近,个别的岩爆发生的地点多在新开挖的工作面附近,个别的也有距新开
5、挖工作面较远,常见的岩爆部位以拱部或拱腰也有距新开挖工作面较远,常见的岩爆部位以拱部或拱腰部位为多;岩爆在开挖后陆续出现,多在爆破后的部位为多;岩爆在开挖后陆续出现,多在爆破后的2 23 3小小时,时,2424小时内最为明显小时内最为明显,延续时间一般,延续时间一般1 12 2个月,有的延个月,有的延长长1 1年以上,事前一般无明显预兆。年以上,事前一般无明显预兆。隧道内岩爆的特点:隧道内岩爆的特点:3 3、岩爆时围岩破坏的规模,小者几厘米厚,大者可多岩爆时围岩破坏的规模,小者几厘米厚,大者可多达几十吨重。石块由母岩弹出,小者形状常呈中间厚、周边达几十吨重。石块由母岩弹出,小者形状常呈中间厚、
6、周边薄、不规则的片状脱落,脱落面多与岩壁平行。薄、不规则的片状脱落,脱落面多与岩壁平行。4 4、岩爆围岩的破坏过程,一般新鲜坚硬岩体均先产生声岩爆围岩的破坏过程,一般新鲜坚硬岩体均先产生声响,伴随片状剥落的裂隙出现,裂隙一旦贯通就产生剥落或响,伴随片状剥落的裂隙出现,裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出,属于表部岩爆;在强度较低的岩体,则在离隧洞掌子弹出,属于表部岩爆;在强度较低的岩体,则在离隧洞掌子面以里一定距离产生,造成向洞内临空面冲击力量最大,这面以里一定距离产生,造成向洞内临空面冲击力量最大,这种岩爆属于深部冲击型。种岩爆属于深部冲击型。依据岩爆发生的原因依据岩爆发生的原因:断层滑动 矿柱破坏
7、 应变型岩爆。根据岩爆发生的时间根据岩爆发生的时间:瞬时岩爆 滞后岩爆两者的形成机理有所不同:瞬时岩爆的最大应力水平远远大于岩体强度,当开挖形成临空面侧限压力解除时,应力不能及时调整,切向应力来不及增加的情况下发生了岩爆的现象。滞后岩爆的最大应力水平接近于岩体强度,当开挖形成临空面侧限压力解除时,应力能够调整,切向应力迅速增加的情况下发生了岩爆的现象。岩爆的分类岩爆的分类 无论是瞬时岩爆,还是滞后岩爆,都要经历岩爆岩爆应力演化过程应力演化过程和岩爆板裂结构演化过程岩爆板裂结构演化过程。岩爆应力演化过程岩爆应力演化过程 岩爆板裂结构演化过程岩爆板裂结构演化过程 瞬时岩爆的应力路径瞬时岩爆的应力路
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