深部硬岩矿山岩爆现状、预测与防治研究进展

摘要

岩爆是深部硬岩矿山建设与开采过程中的主要动力灾害，严重威胁施工安全.为系统梳理深部硬岩矿山岩爆领域的研究进展与发展趋势，在全面调研国内外相关文献的基础上，结合典型岩爆案例，从发生现状、发生机制、影响因素、风险评估方法及防治技术等方面开展了系统分析.结果表明：我国已有20余座深部硬岩矿山发生过岩爆灾害，岩爆集中发生于600 m以深，现有数据揭示岩爆发生地点最大水平主应力通常大于30 MPa，且发生频率随埋深增加呈上升趋势；岩爆发生机制研究可分为2类：一是基于岩石材料力学状态的研究，二是基于工程系统演化角度的孕育过程研究；岩爆影响因素可归纳为岩石基本性质、开挖扰动、地应力及岩体质量4个方面，各因素既相互独立又相互关联，共同控制岩爆的孕育与发生；深部硬岩矿山岩爆风险评估方法主要包括经验判据法、数学模型法、数值模拟法和微震监测法，各方法具有独特的优势、局限性与适用条件；岩爆防治工作根据干预时机可分为主动调控技术与主动防控技术，前者贯穿矿山设计、建设、生产全过程，后者主要应用于建设与生产阶段，岩爆防治工作可依照“区域应力调控+局部应力释放+围岩主动支护”的基本原则逐级推进.最后，基于上述分析对深部硬岩矿山建设、岩爆预测及防治研究的未来发展进行了展望，以期为深部开采矿山设计和岩爆灾害防控研究提供参考.

关键词

深部硬岩矿山 / 井巷岩爆 / 采场岩爆 / 岩爆预测 / 岩爆防治

基金资助

国家自然科学基金重点项目(52130403); 深地国家科技重大专项(2024ZD1003801)