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地下金属矿山岩爆研究进展及预测与防治 被引量：37
1
作者 江飞飞 周辉 +1 位作者 刘畅 盛佳 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期956-972,共17页
随着开采深度的增加,矿岩条件与开采环境的恶化,岩爆越来越成为地下金属矿山开采过程中难以避免且频繁发生的动力灾害。在对国内外地下金属矿山岩爆发生现状、影响因素、典型特征、类型与等级、孕育发生过程等全面综述的基础上,探讨、... 随着开采深度的增加,矿岩条件与开采环境的恶化,岩爆越来越成为地下金属矿山开采过程中难以避免且频繁发生的动力灾害。在对国内外地下金属矿山岩爆发生现状、影响因素、典型特征、类型与等级、孕育发生过程等全面综述的基础上,探讨、分析井巷和采场岩爆的预测与防治技术。结果表明:(1)世界范围内大体上可划分为6个岩爆区,目前我国有20余座地下金属矿山已经发生或正在经历岩爆灾害,且主要自东北至西南近海岸线一侧呈"S"型分布,近30 a来发生岩爆的矿山数量呈递增趋势;(2)地下金属矿山岩爆影响因素可划分为3类:I类(内在决定因素)、II类(外在诱发因素)、III类(加剧因素),各类因素之间既相互独立又相互影响;(3)基于工程类型,可划分为井巷岩爆和采场岩爆两类,其中,井巷岩爆工程防护总体应遵循"主被动支护相结合、刚柔性支护相结合、单一支护向多方法协调支护转变"的基本原则,而采场岩爆的防治尚处于研究探索阶段,分析认为其防治可从采矿方法与工艺、采场布置及开采顺序等方面开展工作,充填采矿法是解决深井开采岩爆等地压灾害问题的主要方向和趋势;(4)地下金属矿山岩爆的防治应贯穿整个开采全过程,建立长效的监测与反馈机制和形成相应的行业技术规范是该领域的迫切需求。最后,探讨、分析了地下金属矿山岩爆相关研究面临的难题和今后的重点研究内容,可为该工程领域岩爆防治体系的建立及采矿工程设计研究提供参考。 展开更多
关键词 采矿工程 地下金属矿山 岩爆孕育过程 井巷岩爆 采场岩爆 工程防护 岩爆防治
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基于多物理场参数变化的花岗岩巷道岩爆前兆模拟实验研究 被引量：33
2
作者 张艳博 刘祥鑫 +1 位作者 梁正召 李占金 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1347-1357,共11页
通过室内实验以及数值模拟研究构造应力对花岗岩巷道岩爆的影响,从可见光图像、声发射、远红外的变化规律入手,分析三者与巷道岩爆的内在联系,揭示巷道岩爆的孕育机制。实验选择的花岗岩岩爆倾向性指数为13.84~18.02,属于中等程度岩爆... 通过室内实验以及数值模拟研究构造应力对花岗岩巷道岩爆的影响,从可见光图像、声发射、远红外的变化规律入手,分析三者与巷道岩爆的内在联系,揭示巷道岩爆的孕育机制。实验选择的花岗岩岩爆倾向性指数为13.84~18.02,属于中等程度岩爆倾向性岩石。研究结果表明：由于岩石破裂过程中的能量耗散,发生岩爆前均会出现多种物理参数突变现象;岩爆发生前,巷道围岩将出现大范围应力转移和应力集中,岩爆发生时巷道左右以及上下边帮将有岩屑弹出,并且侧压越高,岩爆的烈度越强;岩爆发生前至少出现2次大范围温度跳变,即温度初始异常点与岩爆前兆点;声发射绝对能量b值的跳变和平静期的出现可作为大破裂的前兆信息;经统计分析,这3种监测手段对岩爆的响应敏感顺序为：可见光图像〉远红外〉声发射。由于岩体内部观测的复杂性,采用多种监测手段,建立岩爆监测的多物理场参数联合预警方法,可为岩爆监测提供更准确地预警信息。 展开更多
关键词 岩石力学 巷道岩爆 侧压 物理场参数 联合监测 预警
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基于多参量归一化的花岗岩巷道岩爆预测试验研究 被引量：24
3
作者 张艳博 梁鹏 +2 位作者 刘祥鑫 刘善军 田宝柱 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期96-104,共9页
通过室内模拟花岗岩巷道岩爆试验,基于线性函数转换的归一化算法,将试验中获得的声发射场和红外温度场等多参量进行归一化处理,在分析其原始曲线特征的基础上,分析各参量在同一尺度下的演化特征,综合研究花岗岩巷道岩爆前兆。研究结果表... 通过室内模拟花岗岩巷道岩爆试验,基于线性函数转换的归一化算法,将试验中获得的声发射场和红外温度场等多参量进行归一化处理,在分析其原始曲线特征的基础上,分析各参量在同一尺度下的演化特征,综合研究花岗岩巷道岩爆前兆。研究结果表明:声发射事件率、声发射能率、最高和最低红外辐射温度均适合作为岩爆灾害预测的主要参数。岩爆发生过程中各参量经过归一化处理,在统一尺度下能够快速、有效地识别岩爆发生的前兆。声发射能量加速释放是岩爆发生的早期预警信息;声发射平静期可作为岩爆灾害预警与采取控制措施的关键时期;最低辐射温度突降和最高辐射温度突增表明岩爆随时都有可能发生,这是岩爆发生的征兆。试验结果为岩爆灾害预测研究提供了新的方法和依据。 展开更多
关键词 岩石力学 巷道岩爆 声发射 红外辐射 归一化分析 预警
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花岗岩巷道岩爆声发射信号及破裂特征实验研究 被引量：17
4
作者 张艳博 杨震 +3 位作者 姚旭龙 田宝柱 刘祥鑫 梁鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期95-104,共10页
以声发射能量、振铃计数、上升时间和主频作为特征参数,对巷道岩爆实验声发射信号进行聚类分析,得到3类声发射信号。深入分析3类声发射信号特征参数,挖掘其对应的物理意义,揭示其反映的破裂特征。基于能量释放率,确定驱动岩爆灾害形成... 以声发射能量、振铃计数、上升时间和主频作为特征参数,对巷道岩爆实验声发射信号进行聚类分析,得到3类声发射信号。深入分析3类声发射信号特征参数,挖掘其对应的物理意义,揭示其反映的破裂特征。基于能量释放率,确定驱动岩爆灾害形成的主要岩石破裂类型。利用该类破裂对应的声发射信号,进行巷道岩爆预测研究。研究结果表明:第1类信号具有高能量、高振铃计数、低上升时间和低主频的"两高两低"特征,对应高强度、大尺度裂纹稳定扩展;第2类信号具有高能量、高振铃计数、高上升时间和低主频的"三高一低"特征,对应高强度、大尺度的裂纹非稳定扩展;第3类信号具有低能量、低振铃计数、低上升时间和低主频的"四低"特征,对应低强度、小尺度的裂纹非稳定扩展。其中,高强度、大尺度的裂纹非稳定扩展是岩爆灾害形成的主要驱动力,该种破裂类型对应的"三高一低"特征信号,能够为岩爆提供早期预警信息,是岩爆灾害预警研究的重点关注对象。 展开更多
关键词 巷道岩爆 声发射 破裂特征 聚类分析
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基于PPRR理论的岩爆应急管理能力评估模型研究
5
作者 向韫 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第4期185-194,共10页
针对深部矿山岩爆应急管理能力评估具有复杂性、模糊性、未确知性的特点,为进一步提升评估的可靠性,建立了基于改进可拓云的综合评价模型。首先,根据PPRR (Prevention, Preparation, Response, Recovery)危机管理理论,结合岩爆事故的特... 针对深部矿山岩爆应急管理能力评估具有复杂性、模糊性、未确知性的特点,为进一步提升评估的可靠性,建立了基于改进可拓云的综合评价模型。首先,根据PPRR (Prevention, Preparation, Response, Recovery)危机管理理论,结合岩爆事故的特点,构建了多层次的岩爆应急管理能力评价指标体系;其次,借助序关系分析法(G1法)-反熵权法(A-EWM法)和组合赋权法(CW法)确定指标综合权重;引入了盲数理论,建立盲数矩阵对定性指标数据处理,改进了传统可拓云模型专家直观打分的赋权模式,基于可拓云模型原理,通过计算不同等级下的综合云关联度,按照最大隶属度判别要求,综合分析和评估应急管理能力等级。最后,应用所建立的评价模型对3座矿山岩爆应急管理能力进行实例分析,并与模糊数学和随机Petri网(SPN)评价模型结果相比较。结果显示:3座矿山应急能力均为Ⅳ级,与专家现场调研结论相符合,且3种评价模型评估结果基本一致,验证了本模型在岩爆应急管理能力评估方面具有适应性和有效性。该评价模型可以为危机管理能力的量化评估提供一种切实可行、合理有效的方法。 展开更多
关键词 巷道岩爆 应急管理能力 可拓云 盲数理论
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基于FFT的巷道岩爆红外温度场频域特征实验研究 被引量：2
6
作者 姚旭龙 杨震 +3 位作者 张艳博 李昆 刘志超 李坛 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期274-279,共6页
开展室内花岗岩巷道岩爆模拟实验,利用红外热像技术监测岩爆演化过程中巷道围岩红外辐射温度场变化过程;采用二维数字信号处理方法,对红外辐射温度场矩阵进行快速傅里叶变换,得到红外辐射温度场的二维频谱信号,通过计算红外辐射温度场... 开展室内花岗岩巷道岩爆模拟实验,利用红外热像技术监测岩爆演化过程中巷道围岩红外辐射温度场变化过程;采用二维数字信号处理方法,对红外辐射温度场矩阵进行快速傅里叶变换,得到红外辐射温度场的二维频谱信号,通过计算红外辐射温度场二维频谱信号,定量描述岩爆过程红外温度场频谱演化特征,得到描述红外温度场频域演化特征的定量指标——红外温度场频域特征系数T。结果表明:特征系数T能够定量描述岩爆过程巷道围岩红外辐射温度场变化特征,在岩爆演化的各个时期呈现出明显的阶段性特征;岩爆平静期,T值在反复波动中小幅度增大;颗粒弹射期,T值小幅度减小;片状剥离和全面岩爆阶段,T值急速增大;岩爆发生前,T值普遍急速增大,并开始出现大于或等于0.2的值,故可将T大于或等于0.2作为岩爆即将发生的前兆信息。 展开更多
关键词 巷道岩爆 红外辐射 快速傅里叶变换 频域特征
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