岩爆、冲击地压的定义、机制、分类及其定量预测模型

钱七虎

（1. 解放军理工大学 国防工程学院，南京 210007；2. 解放军理工大学 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007）

1 引 言

随着交通和经济的发展，在深部地下空间修建了大量的矿井和隧道，矿井开挖深度已达地面下4 000 m，规划深度已达地下5 000 m，民用隧道最大埋深已超2 500 m。在修建大深度矿井和隧道时，岩爆已成为普遍问题[1]，发生在南非、智利、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等国的矿井以及挪威、美国、中国、瑞典、瑞士等国的隧道工程中。岩爆严重威胁着施工人员的安全，造成了巨大的经济损失。例如2010年11月28日发生于中国锦屏二级水电站2 500 m埋深的引水隧洞中的岩爆，导致了7人死亡和全断面岩石掘进机的严重损坏。

2 岩爆的机制和定义

虽然国内文献中关于岩爆的机制、定义和分类众说纷纭，不尽一致，但是国际上研究岩爆的权威学者关于岩爆的定义、机制和分类是基本相同的。

岩爆是一个物理现象，所以其定义应是现象的描述，以下引述了若干定义和机制：

（1）岩爆是突然的岩石破坏，其特征是岩石的破碎和从围岩中突出并伴随着能量的猛烈释放[2]。

（2）开挖一个新地下孔洞或者改变一个已有孔洞造成围岩中的应力变化，这些应力变化能导致孔洞附近岩体的破坏，或者诱发已有断裂的滑移[3]；第1类岩爆定义为已有断裂的滑移，第2类岩爆定义为一定体积的岩石的脆性破坏[3]。

（3）为了发生断裂型岩爆，原生的或感生的应力水平必须足够高，以能激活原生的断层面的运动，或启动地质结构面的活动，或者在岩体中形成断裂（新断层），岩爆是岩体动力破坏的后果[1]。……