岩爆预测文献回顾(Prediction of Rock Burst) [1940-1980]
1 引言
岩爆预测是地下采矿工程一个永久的研究课题, 曾经有三篇笔记讨论过这个话题:
相关文章，在仿真秀官网搜索：
岩爆和冲击地压灾害分类(Rock Burst Hazard)
矿山冲击地压控制(Coal Mine Burst Prevention Controls)
煤与瓦斯突出--煤爆控制(Coal Burst Controls)
SSGeotech目前共有72,100篇论文, 其中与岩爆预测(Prediction of Rock Burst)相关的论文大约有360篇. 在正式的文献回顾之前, 首先按照时间线(timeline)对岩爆预测这个话题进行梳理, 目的是为了确定哪些文献应该精读,哪些文献应该略读，哪些文献可以不读。这个笔记简要回顾了1940-1980期间的研究工作。
2 1940-1980之间的文献
目前可得到的岩爆预测最早的文献可能是Obert和Duvall为美国矿务局(U.S. Bureau of Mines )撰写的研究报告(1942): Use of Subaudible Noises for the Prediction of Rock Bursts (使用亚声噪音预测岩爆), Obert和Duvall是采矿岩石力学的两位先驱人物【矿柱强度估算---Obert-Duvall公式(Pillar Strength Formula)；采矿岩石力学奖: SME Rock Mechanics Award】f Mines )撰写的研究报告。在这份报告中，作者们发布了关于测试听不到的噪音和岩爆预测准确性的研究成果，介绍了这项研究的历史以及调查结果。
20世纪中期的前苏联是全球采矿工业研究最发达的国家，我国采矿工业的一些先驱人物，如钱鸣高，解世俊，林韵梅，徐小荷，他们的研究方法和理论直接受到苏派的影响。因此，苏联也是最早系统进行岩爆研究的国家，可惜大部分文献是俄语。Antsyferov and Pereverzev (1966) <The ZUA-2-VCh Seismo-Acoustic Equipment> 为煤矿设计了一种地震声学设备，用来预测和预防岩爆及其他动态现象，如震荡颠簸、顶板坍塌等，采用的方法是记录和分析地震声学数据，显示固体煤处于的应力状态。Khodot等人(1967) 在<Physical principles of prediction and prevention of gas-dynamic phenomena 预测和预防气体动力现象的物理原理> 中，介绍了1950-1966年斯科钦斯基采矿研究所对易爆和无爆煤层的结构、机械和物理化学特性的实验室和实地研究的一些结果，以及对煤层中瓦斯运动的研究结果。他们指出，在解决预测和预防瓦斯动力现象的问题时，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，强调了对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的了解。
在一篇没有任何记录的文献中，Osterwald (1970) <Comments on rock bursts, outbursts, and earthquake prediction>讨论了岩爆和地 震 预 测的方法。
Brady B. (1977) 发表了三篇文章讨论爱达荷州Burke地区的Star矿区发生的三次中度岩爆。
(1) Seismicity anomaly prior to a moderate rock burst: A case study (中度岩爆前的地震异常现象: 一个案例研究)
(2) Anomalous Seismicity prior to Rock Bursts: Implications for Earthquake Prediction (岩爆前的异常地震性: 对地 震 预 测的影响)
(3) An investigation of the scale invariant properties of failure (失败的尺度不变特性调查)
1975年9月3日上午10点09分(18:09, UTC)，在爱达荷州Burke地区的Star矿7500水平发生了里氏震级小于M1.5的中度岩爆。三次中度岩爆发生前，地震活动迅速增加, 记录了异常的地震变化 (先升后降)。根据异常的地震行为，矿工被疏散或被禁止进入位于爆裂前地震积聚附近的活动矿井。根据破坏的包容理论( inclusion theory of failure)解释和预测了地震前和地震后的活动。地震前兆(在即将发生破坏附近，地震性增加，然后地震性减少)将在破坏之前出现。前兆被定义为在一个物理系统中产生的效应，表明导致系统失效的过程已经开始。包容理论的一个关键预测是，破坏过程的规模不变，同样的物理过程在小规模(实验室)、中规模(矿井破坏)和大规模(地震)上都有作用。通过建立回归关系式准确地预测了岩爆发生的时间和波及范围。一个基于实验证据的结论表明，异常地震发生在实验室规模的岩石破坏、矿井中的岩石爆裂和地震发生之前。
Krawiec and Stanislaw (1977) <Rock bursting in Polish deep coal mines in light of research and practical observation. [Prediction and preventive measures]> 根据研究和实际观察讨论了波兰深部煤矿的岩爆问题，包括预测和预防措施。岩爆是波兰地下煤矿的一个特殊危险，这主要是由于岩石的物理力学特性和上西里西亚煤炭盆地的地质构造造成的。这篇论文讨论了预测和预防岩爆的采矿和地球物理方法。这些方法包括使用地震学方法、各种冲击爆破、鱼雷和高压注水等。由于这种多方向的活动，在战后的波兰煤矿开采中，岩爆及其影响已经减少。这些结果是在岩爆的潜在威胁不断增加的情况下取得的，造成岩爆的原因是：(1) 从岩爆地层中系统地增加开采量；(2) 开采深度逐渐加大；(3) 开采范围扩大到不同类型的壁架和被工作面包围的矿床的其他部分。尽管科学和采矿实践在这一领域取得了成就，但这种威胁还没有得到应有的充分研究和控制。因此，关于防止岩爆的研究正在不断扩大。这项研究具有复杂的、多阶段的和长期的特点。理论、实验室和矿区的实地工作都在努力解决这个问题。
