地下工程岩体岩爆倾向性微观机制研究

发布时间：2020-01-19 12:56

【摘要】：为提高地下岩爆灾害预测的准确性,考虑岩石的岩性,选取大理岩、花岗岩、角岩和矽卡岩进行力学和微观试验,研究具有岩爆倾向性岩石的微观机制,建立基于莫氏硬度的岩爆倾向性串并联模型。计算4种岩石的加权模式硬度。结果显示,串联加权莫氏硬度大于6.0、并联加权莫氏硬度大于0.5的岩石表现出强烈的岩爆倾向性,串联加权莫氏硬度小于4.0、并联加权莫氏硬度小于0.3的岩石表现出较弱的岩爆倾向性。试验结果表明,岩石的岩爆倾向性主要与岩石的微观结构、矿物组成和解理条件等有关,含坚硬、储能能力强的矿物的岩石有强烈岩爆倾向性。
【图文】：

各试件的应力应变曲线如图1和图2所示。通过分析表1的2个岩爆倾向性指标可知，花岗岩的岩爆倾向性都是最大的，角岩和矽卡岩次之，大理岩的岩爆倾向性最校图1持续加载条件下各试件应力－应变曲线Fig．1Stress-straincurvesforsamplesundercontinuousloading图2加卸载条件下各试件应力－应变曲线Fig．2Stress-straincurvesforsamplesunderloadingandunloading2岩爆倾向性岩石矿物组成与微观结构分析将单轴试验后的试样切片，并打磨制成岩石薄片，为便于研究岩石的微观破裂机制，制片时尽量选取裂纹处的样本，然后用高倍显微电镜观测制好的岩石薄片。同时，对剩余的试件用X射线衍射仪进行矿物成分及含量分析。各岩石的矿物组成成分如图4所示。图3矿物组成Fig．3Mineralcompositionofsamplesofrock图3所示为4个岩样的矿物组成。由图3分析可知，大理岩中含有石英和白云母时岩爆倾向性较大，而含有绢云母时其岩爆倾向性较弱;花岗岩斑晶中石英的含量大则其岩爆倾向性较大，其中的钾长石格子双晶发育会使岩爆倾向性有所下降;当角岩中含有泥质时其岩爆倾向性大大降低;矽卡岩中石榴子石的含量低而透辉石的含量高时其岩爆倾向性较大。岩石的岩爆倾向性与其矿物组成有关。3岩石岩爆倾向性串并联预测模型3．1岩爆倾向性串并联预测模型建立岩石的岩爆倾向性与岩石本身的性质密切相第3期李墨潇等:地下工程岩体岩爆倾向性微观机制研究·91·

各试件的应力应变曲线如图1和图2所示。通过分析表1的2个岩爆倾向性指标可知，花岗岩的岩爆倾向性都是最大的，角岩和矽卡岩次之，大理岩的岩爆倾向性最校图1持续加载条件下各试件应力－应变曲线Fig．1Stress-straincurvesforsamplesundercontinuousloading图2加卸载条件下各试件应力－应变曲线Fig．2Stress-straincurvesforsamplesunderloadingandunloading2岩爆倾向性岩石矿物组成与微观结构分析将单轴试验后的试样切片，并打磨制成岩石薄片，为便于研究岩石的微观破裂机制，制片时尽量选取裂纹处的样本，然后用高倍显微电镜观测制好的岩石薄片。同时，对剩余的试件用X射线衍射仪进行矿物成分及含量分析。各岩石的矿物组成成分如图4所示。图3矿物组成Fig．3Mineralcompositionofsamplesofrock图3所示为4个岩样的矿物组成。由图3分析可知，大理岩中含有石英和白云母时岩爆倾向性较大，而含有绢云母时其岩爆倾向性较弱;花岗岩斑晶中石英的含量大则其岩爆倾向性较大，其中的钾长石格子双晶发育会使岩爆倾向性有所下降;当角岩中含有泥质时其岩爆倾向性大大降低;矽卡岩中石榴子石的含量低而透辉石的含量高时其岩爆倾向性较大。岩石的岩爆倾向性与其矿物组成有关。3岩石岩爆倾向性串并联预测模型3．1岩爆倾向性串并联预测模型建立岩石的岩爆倾向性与岩石本身的性质密切相第3期李墨潇等:地下工程岩体岩爆倾向性微观机制研究·91·

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李莎莎;崔铁军;王来贵;马云东;;卸载所致岩爆颗粒流模型的实现与应用[J];中国安全科学学报;2015年11期

2 王迎超;靖洪文;张强;蔚立元;徐智敏;;基于正态云模型的深埋地下工程岩爆烈度分级预测研究[J];岩土力学;2015年04期

3 殷志强;李夕兵;董陇军;金解放;马海峰;;动静组合加载条件岩爆特性及倾向性指标[J];中南大学学报(自然科学版);2014年09期

4 杨安林;赵桂连;;锦屏二级水电站隧洞群极强岩爆特征及综合防治[J];人民长江;2014年15期

5 李德建;关磊;韩立强;缪澄宇;;白皎煤矿玄武岩岩爆破坏微观裂纹特征分析[J];煤炭学报;2014年02期

6 罗浩;潘一山;肖晓春;赵扬锋;贾宝新;;矿山动力灾害多参量危险性评价及分级预警[J];中国安全科学学报;2013年11期

7 李果;周承京;张勇;徐航;高云瑞;张茹;;地下工程岩爆研究现状综述[J];水利水电科技进展;2013年03期

8 兰天伟;张宏伟;李胜;宋卫华;韩军;董华东;;矿井冲击地压危险性预测的多因素模式识别[J];中国安全科学学报;2013年03期

9 殷志强;李夕兵;;围压卸荷条件下砂岩损伤与动态破碎特性研究[J];中国安全科学学报;2013年01期

10 王刚;黄滚;;冲击地压机理研究综述[J];中国矿业;2012年S1期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈学华;吕鹏飞;阮航;;地垒构造区域内工作面矿震发生规律研究[J];煤炭科学技术;2017年06期

2 贾传志;;构造对冲击地压的控制作用[J];黑龙江科技信息;2017年12期

3 曹凤娟;翟丽娜;张丽;姜金征;李梦莹;张志宏;;基于可公度法的华北地区6.0级地震趋势[J];地球物理学进展;2017年02期

4 吕鹏飞;陈学华;;煤岩“震-冲”动力系统冲击失稳致灾机制研究[J];中国安全科学学报;2017年04期

5 张明;姜福兴;李克庆;孙春东;翟明华;;基于厚硬关键层破断的地面震动损害边界研究[J];中国矿业大学学报;2017年03期

6 辛奇;谭洪山;张修成;;基于钻屑法的梁宝寺煤矿采区支承压力分布研究[J];煤炭技术;2017年04期

7 丛森;程建远;王云宏;段建华;;导水裂隙带发育高度的微震监测研究[J];中国矿业;2017年03期

8 陈学华;吕鹏飞;宋卫华;;高位硬岩运动诱导矿震活动规律与传播响应特征[J];中国安全科学学报;2017年03期

9 朱志洁;张宏伟;陈蓥;霍丙杰;汤国水;;远距离重叠煤柱作用下的强矿压显现作用机制:以大同矿区多煤层开采为例[J];中国安全科学学报;2017年03期

10 李新华;张向东;;浅埋煤层坚硬直接顶破断诱发冲击地压机理及防治[J];煤炭学报;2017年02期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱斯陶;姜福兴;刘金海;谭文峰;徐波;程祥萌;陈强;;深井厚煤层冲击地压与大变形协调控制机制研究[J];岩石力学与工程学报;2015年S2期

2 王东;王珍;曹兰柱;宋子岭;;断层位置对露天矿顺倾层状边坡稳定性的影响研究[J];中国安全科学学报;2014年12期

3 李守国;吕进国;姜耀东;姜文忠;;逆断层不同倾角对采场冲击地压的诱导分析[J];采矿与安全工程学报;2014年06期

4 何江;窦林名;蔡武;李振雷;丁言露;;薄煤层动静组合诱发冲击地压的机制[J];煤炭学报;2014年11期

5 齐庆新;欧阳振华;赵善坤;李宏艳;李晓璐;张宁博;;我国冲击地压矿井类型及防治方法研究[J];煤炭科学技术;2014年10期

6 杨随木;张宁博;刘军;赵善坤;;断层冲击地压发生机理研究[J];煤炭科学技术;2014年10期

7 吕进国;姜耀东;李守国;任苏迪;姜文忠;张占存;;巨厚坚硬顶板条件下断层诱冲特征及机制[J];煤炭学报;2014年10期

8 李铁;王金安;刘军;;深部采动断层异变的强制逆冲机制[J];岩石力学与工程学报;2014年S2期

9 姜耀东;潘一山;姜福兴;窦林名;鞠杨;;我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治[J];煤炭学报;2014年02期

10 姜耀东;王涛;赵毅鑫;王辰;;采动影响下断层活化规律的数值模拟研究[J];中国矿业大学学报;2013年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前4条

1 洪光，

本文编号：2571076