岩石突出

在地應力和瓦斯的共同作用下，礦井內破碎的岩石和瓦斯突然向采空間噴出，並伴有強烈響聲和強大衝擊動力的現象。岩石突出主要是煤與瓦斯突出。它是一種礦山地質災害。

基本介紹

• 中文名：岩石突出
• 外文名：rock burst
• 類別：礦山地質災害
• 套用學科：採礦學，煤礦開採，礦井地質
• 預測方法：岩心法、突出預兆法
• 安全措施：反向風門、遠距離爆破等

定義：在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤體岩層內突然向採掘空間拋出的異常的動力現象。

岩石突出的機理

自然條件下，堅硬厚層砂岩夾在地層中，受到上覆岩體的巨大壓力，所以它處於壓縮狀態，並聚集了很高的彈性能。由於巷道的掘進，破壞了原始的力學平衡狀態，出現了薄弱環節，便立刻發生形變能的突然釋放過程，彈性變形的突然回復是快速、猛烈的動力現象，並隨之轉嫁給附近岩石以巨大的能量，迅速向臨空面拋去，這便形成了岩石突出。

形成條件

（1）有巨厚的、緻密而堅硬的砂岩，其單軸抗壓強度應大於100MPa；

（2）深度大，深度越大，岩體受壓越高，可聚集較高的彈性能；

（3）硬岩附近有軟弱岩層存在，因為軟弱岩層力學強度低，其內聚力和內摩擦角很小，在彈性變性能作用下很容易被拋入巷道；

（4）岩石突出多發生在硬岩底板中掘進的巷道中。

防治方法

在有煤(岩)與瓦斯突出的岩層內掘進巷道或揭穿該岩層時，可採取岩心法或突出預兆法預測岩層的突出危險性。有突出危險時，必須採取防治岩石與瓦斯突出的措施。在一般或中等程度突出危險地帶，可採用淺孔爆破降低突出頻率和強度；在嚴重突出危險地帶，可採用超前鑽孔和深孔鬆動爆破措施；在嚴重突出危險地帶中掘進爆破時，在工作面附近應安設擋欄，以限制突出強度。

突出是一種複雜的動力現象，雖然國內外瓦斯工作者研究出不少的防突措施，但突出事故仍不能杜絕。為了防止預測和檢驗失誤帶來災難性後果，無論是否有突出危險或措施是否有效，在突出煤層中進行採掘作業時，都必須採取安全防護措施。

安全防護措施包括反向風門、採掘工作面的遠距離爆破、自救器、設定躲避硐室和壓風自救系統等內容。

岩石突出實例

圖 1 為彼得洛夫斯克－深礦井的一次岩石突出示意圖，這是一起典型的岩石突出現象，突出時幾乎沒有瓦斯異常湧出。它是上世紀 60 年代，前蘇聯頓涅茨煤管局彼得洛夫斯克－深礦井在垂深 904m 處掘進井底車場空車道和重車道時發生的岩石突出，巷道頂板由泥質頁岩和砂岩相互交錯組成。

圖 51-а-I為空車道放炮掘進時的巷道斷面，II 為岩石突出後巷道斷面的輪廓；圖 1-b-I 為重車道放炮掘進時的巷道斷面，II 為岩石突出後巷道斷面的輪廓；圖中 A 所指的部分為突出孔洞。

根據測定：在引起突出和未引起突出的爆破中記錄到的彈性振動，炸藥破壞岩石與地壓影響下破壞之間的時間間隔由 0.3 秒變動到 1.2 秒。在最大允許的延時條件下，炸藥爆破引起的岩石振動在 0.2-0.3 秒內就可以完成，所以 В И Николин等斷定，突出時的岩石破壞是爆破引起的應力波在岩石中衰減後才開始的。В И Николин 等還根據該礦井 1970年329次突出作了突出強度與爆破炸藥量和巷道斷面積的相關性分析，認為突出強度與炸藥量無關。