深部硬岩矿山岩爆的动静组合加载力学机制与动力判据

作     者：李夕兵 宫凤强 王少锋 李地元 陶明 周健 黄麟淇 马春德 杜坤 冯帆 LI Xibing;GONG Fengqiang;WANG Shaofeng;LI Diyuan;TAO Ming;ZHOU Jian;HUANG Linqi;MA Chunde;DU Kun;FENG Fan

作者机构：中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室湖南长沙410083 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2019年第38卷第4期

页      面：708-723页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41630642) 国家重点研发计划项目(2016YFC0600706)~~ 

主　　题：采矿工程 深部开采 硬岩 岩爆 金属矿山 动静组合 高应力 动力扰动 

摘      要：深部开采是硬岩矿山未来发展的必由之路。深部开采中经常遭遇的岩爆灾害是硬岩矿山未来发展过程中必须要解决的关键科学问题之一。针对岩爆机制这一世界性科学难题,从深部围岩储能特性、高应力赋存环境和开采受力全路径进行科学分析,发现其本质上属于硬岩介质承受静应力+动力扰动的动静组合加载力学问题。根据这一思路,在广泛收集国内外典型岩爆案例的基础上,分析了孕育岩爆的完整弹脆性岩体+高地应力+动力扰动等必要条件,进一步阐述了深部硬岩矿山岩爆的动静组合力学机制和最近的研究进展。具体研究中,利用硬岩材料,一方面从静应力+卸载扰动和静应力+加载扰动这2个方面研究了岩爆的力学机制,另一方面在考虑深部工程开挖空间结构效应的基础上,从静应力+应力调整和静应力+动力扰动这2个方面考察了深部圆形洞室洞壁围岩发生应变型岩爆的破坏特性,分别阐明了不同类型的动静组合加载力学机制。在此基础上,提出了基于动静能量指数的岩爆动力判据和控制思路,岩爆发生的静力和动力组合作用加载的深入研究,为岩爆机制探索提供了新思路和新方法。