岩爆预测文献回顾 (2) [1981-1990]

1 引言

在上一篇文章中, 回顾了从1940到1980年岩爆预测的研究状况, 主要成果可以总结为以下几个方面: (1) 探索了造成岩爆的原因, 包括开采量和开采范围增加以及开采深度增大; (2) 岩爆发生前会有地震先兆; (3) 声音可以预测岩爆; (4) 研发出地震声学设备,用来记录和分析地震声学数据; (4) 岩爆预测必须综合应用岩石力学、物理化学、地下水力学、地质学和地球物理学的方法，必须了解介质的物理和物理化学特性及其在气体动力现象中的运动规律。值得一提的是Petukhov (1975) 出版了一本利用地球物理方法研究岩爆的专著<Geophysical Studies of Rock Bursts>, 可惜的是这本书没有英文译本.

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下面简要回顾1981-1990这10年间的主要研究工作。

2018年山东某煤矿发生的岩爆

相关新闻: 2021年10月7日18时许，黑龙江省七台河市鹿山煤矿二井发生矿震，截至目前井下4人被困，目前救援工作正在有序进行当中。

2 1981-1990之间的文献

由于日本属于多震国家而且岩石大多是软岩，所以日本早期的岩石力学工作做得相当好，1970年代~1980年代修建的地下工程现在看来都令人叹为观止。因此，既美国和苏联之后, 日本也进行了大量的岩爆预测工作。例如Kimura等人(1982) 进行的煤爆研究<Study on the controlling of coal burst in Miike Mine>。Nishimatsu (1986) 在他的综述性论文《Rock mechanics activities in Japan》中总结了日本如何预防和预测岩爆和气爆(瓦斯)的发生，其中一种方法是通过观察地表的微震活动(microseismic activity)来测地下深层煤矿发生岩爆的位置和危险的可能性，并在积累的观察数据基础上决定停产或改变回采顺序。这种方法详细的讨论参看Sato等人(1986) <Microseismic activity associated with hydraulic mining>。

Petukhov and Linkov (1983) <Theoretical Principles And Fundamentals Of Rock Burst Prediction And Control>讨论了苏联岩爆问题的现状，并回顾了导致岩爆发生的条件。结合实际应用介绍了岩爆的主要理论，并对该理论的未来发展提出了一些建议。

Fajklewicz (1983) 提出了用微重力方法(Microgravity)进行煤矿的岩爆预测<Rock‐Burst Forecasting And Genetic Research In Coal‐Mines By Microgravity Method>。这种方法的理论假设是如果发生岩爆，岩体就会膨胀，岩体膨胀就会引起岩体重力发生异常，因而可以估算出不同区域岩体的平均密度，根据这个密度变化趋势可以追踪到发生岩爆的深度。作者用了一个很有趣的词Genetic(遗传)来描述这种变化趋势。 

Fenc (1983) 在<New method of prediction of gas and rock out-bursts at the stage of current prediction>中介绍了一种评估开采的煤层中煤与瓦斯爆发危险程度的分析方法，主要目的是预测岩爆发生后的破坏范围。该方法使用了简单的数值模型计算煤层破坏区的最小宽度，并与现场测量的实际宽度作了对比。

Filcek等人(1985) <Opinions and Solutions Concerning Rock Bursts in the Coal Mines>讨论了煤矿岩爆的一些处理方法；Kleczek等人(1985) <In-situ Stress Measurements versus Forecasting of Rock Bursts>提出了利用原位应力预测岩爆的方法。

Kuksenko and Inzhevatkin (1987) 在《Physical and methodological principles of rock burst prediction》提出了一些至今仍然普遍适用的观点和方法。(1) 首先岩石的断裂是一个基于裂缝随机积累和发展的时间演变过程；(2) 使用声发射(Acoustic Emissions, AE)可以监测裂缝数量的积累以及评估它们的大小；(3) 通过AE振幅-时间频谱的变化和AE统计参数的变化，可以可靠地检测出压裂源的形成和发展; (4) 由于不同规模压裂过程的相似性，因此可以利用检测到的预测特征来预测岩爆。

Markov等人(1987) <Geomechanical Criteria of Prediction And Technology of Prevention of Rock Bursts During Excavation In Tectonically Stressed Rocks>介绍了一个描述重力构造应力的数学模型, 然后描述了对构造应力岩体中结构破坏的长期观察结果。说明了切向和纵向有效应力之和对抗压强度的影响。这篇论文的实践意义是我们以前曾经讨论过的采矿顺序问题。当遇到受构造应力影响较大的岩体，应该试着改变开挖方向和回采顺序，避免岩爆发生。

Gor and Kuksenko (1989) 在他们的论文<Concentration threshold for failure and prediction of rock bursts>中，根据大规模岩体破坏的分析，讨论了形成破坏的临界值，提出了依据岩体缺陷之间的平均距离计算临界值的方法，然后使用这个临界值来预测岩爆。

3 结束语

接下来，中国的岩爆预测研究就要开始登场啦。