高应力巷道岩爆过程及时空演化规律试验研究 论文

为了研究岩爆灾害的发生过程及其时空演化规律，通过含圆孔花岗岩试件进行不同侧向载荷下的岩爆模拟试验，利用微型摄像机、声发射(AE)系统和红外热像仪等监测系统，分析岩爆过程中的声发射时序、时频、时空特征及热成像温度运移规律。研究结果表明:孔洞的岩爆可分为平静期、颗粒弹射期、稳定破坏期、全面崩塌期4个阶段，岩爆试验演化过程及结果与工程现场相符，围岩曲屈破坏时σ 《高应力巷道岩爆过程及时空演化规律试验研究》这篇论文主要探讨了深部采矿中常见的岩爆现象，以及如何通过实验方法来理解其发生过程和时空演化规律。岩爆是由于高应力作用下岩石突然释放能量而产生的剧烈破坏现象，对采矿安全构成重大威胁。该研究通过模拟实验，利用含圆孔的花岗岩试件在不同侧向载荷下模拟岩爆。实验中采用了微型摄像机、声发射（AE）系统和红外热像仪等先进的监测手段，以获取岩爆过程中的声发射信号、温度变化等关键数据。研究发现，岩爆过程可以分为四个阶段：平静期、颗粒弹射期、稳定破坏期和全面崩塌期。这四个阶段的划分与实际工程现场观察到的现象相吻合。在平静期，孔洞内部积累的弹性应变能逐渐增加，随着侧向载荷的升高，能量积累更加显著。颗粒弹射期是能量开始释放的阶段，此时岩爆进程加速。稳定破坏期，孔洞的承载能力先增强后减弱，这个阶段的持续时间会先增加后减少。声发射振铃计数率在平静期的变化可作为全面崩塌的预警信号。此外，通过声发射时序、时频分析，研究揭示了不同侧向载荷下岩爆的频谱特征。低侧向载荷时，破坏主要以中高频为主，而高侧向载荷则以中频为主。红外热像仪的运用则揭示了应力集中导致的围岩温度场变化，表现为高温区嵌套低温条带的模式，岩爆发生时，高温区从表面向深处转移，岩爆坑温度急剧上升。该论文深入探讨了岩爆的力学机制，提供了预测和防范岩爆的新视角。这些研究成果对于深部采矿工程的安全设计和灾害防治具有重要意义，为制定有效的岩爆防控策略提供了理论依据。通过实验和数据分析，研究者能够更准确地识别岩爆的前兆，从而提前采取措施，降低灾害风险，保障矿工的生命安全和采矿作业的顺利进行。