作者单位:重庆中心桥煤业有限公司
摘要:本文对中矿-300m水平暗主斜井所发生的岩爆做了一定的阐述,并对发生岩爆后采取的各中措施进行了说明。
关键词:岩爆 施工 技术
1、前言
1.1岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象,当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时,破坏了岩体结构的平衡,多余的能量导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。
1.2岩爆产生的条件:① 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,当该部分能量超过了硬岩石自身的强度时;② 围岩坚硬新鲜完整,裂隙极少或仅有隐裂隙,且具有较高的脆性和弹性,能够储存能量,而其变形特性属于脆性破坏类型,当应力解除后,回弹变形很小;③埋深较大(一般埋藏深度多大于200m)且远离沟谷切割的卸荷裂隙带;④地下水较少,岩体干燥;⑤ 开挖断面形状不规则,大型洞室群岔洞较多的地下工程,或断面变化造成局部应力集中的地带。
2 地质状况
2.1中心桥煤业公司-300m水平暗主斜井位于T3xj4上段,灰白色中粒石英砂岩,节理较发育,f=4~6,坚硬致密,夹有少量煤线,坡度为27~30°。根据以往经验,矿井在+65m水平施工时同样发生岩爆,但其程度以轻微为主,岩爆经常在拱顶位置发生。
2.2经过现场揭露,-300m水平暗主斜井井筒及井底车场施工时发生岩爆,达中等程度,且岩爆多表现为片状剥落、片帮等方式。距地表垂直距离580~680m左右。围岩以Ⅲ类为主,围岩坚硬干燥。在岩爆过程中并伴随大量的瓦斯涌出,根据现场测定为1%~4%。
3 岩爆的产生条件(参见图1)
3.1判断岩爆发生的应力条件有两种方法:
3.1.1一是用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc之比值进行分析;
3.1.2二是用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断。
3.2 围岩应力条件
经验公式:σ1/σc>0.165~0.35(或σc/σ1>6.06~2.86)的脆性岩体最易发生岩爆。
3.3 岩性条件
3.3.1弹性变形能系数ω:加载到0.7σc后再卸载至0.05σc时,卸载释放的弹性变形能与加载吸收的变形能之比的百分数。