岩爆发生的机理及预测

岩爆定义

时至今日还没有一个统一公认的岩爆定义。在谈到岩爆时，人们通常会说岩爆就是高强度脆性岩石的猛烈破坏，或者说是储存在岩体内的弹性应变能突然释放。南非的W.D.Ortlepp这样定义岩爆：岩爆就是给土木工程和地下巷道﹙包括采场工作面、井巷工程和硐室﹚造成猛烈严重破坏的岩体震动事件，所谓震动事件是指由于岩体内应变能的突然释放导致的岩体瞬间运动。必须指出，这里所说的震动不应包括生产爆破产生的震动，也就是不含人们为了生产用炸药爆破或其他生产工具破碎岩石产生的震动。中国学者郭然建议采用如下岩爆定义：岩爆是岩体破坏的一种形式。它是处于高应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动的扰动下，其内部储存的应变能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩石从母岩体中急剧、猛烈地突出或弹射出来的一种动态力学现象。岩爆的发生常伴随着岩体震动，等等。

岩爆机理

E.Hoek等认为，岩爆是高地应力区洞室围岩剪切破坏作用的产物。Zoback

教授在解释钻孔崩落现象成因时，也认为类似―岩爆‖的孔壁崩落破坏属剪切破坏。然而Mastin（1984）和Haimson（1972，1985）则通过打有圆孔的砂岩岩板进行

的单向压缩物理模拟试验，在实验室真实地再现了孔壁崩落现象；他们得出这一现象是由于孔壁应力集中部位的局部破坏所引起的，系张性破裂的产物。

我国杨淑清教授等通过天生桥二级水电站引水隧洞相似材料岩爆机制物理

模拟试验，总结出岩爆造成围岩劈裂破坏和剪切的二种机制，并且认为它们是二种应力水平的产物，即劈裂破坏属脆性断裂，而剪切破坏是岩石应力达到峰值强度状态时的破坏；前者形成的破裂面与洞口边界平行，而后者则与洞口边界斜交，呈对数螺旋形状。谭以安博士则认为，岩爆系一渐时破坏过程，其形成过程可分为―劈裂成板→剪断成块→块片弹射‖三个阶段。以王兰生教授为首的―川藏公路

二郎山隧道高地应力与围岩稳定性课题组‖将岩爆作用与岩石在三向应力条件下

的压缩变形破坏全过程（Lane，Bieniawski等，1970年）加以对照，认为岩爆力

学机制可以归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折三种基本形式，也可以多种组合方式出现。

发生岩爆的岩体虽然在宏观上是完整的，但在微观上其内部存在着许多随机

分布的微裂隙，或用常规手段无法发现的非常小的不均匀粒子，当围岩受力后其中处于最不利方向的裂隙端部，将会产生极高的集中拉应力，这个应力足以克服分子引力造成的内聚力，使裂隙端部产生新的拉伸破裂。

一般情况下，岩体的宏观破裂并非是单个裂纹扩展形成的，而且单个裂纹的扩展方向与宏观方向也不一致。只有当微裂隙破裂和相邻裂隙相互连通起来，逐步形成裂隙带后，才有可能从微观破裂发展成为宏观破坏。而宏观破坏的形态，可能是剪切或张性破裂，这取决于岩石的结构和裂隙开展的方向等多种因素。由此可以得出，岩爆破坏的进程可以分为三个阶段：低应力状态下的微裂纹扩展→微裂隙相互贯通，形成宏观破坏→岩体中贮存的弹性应变能转化为动能，使破裂的岩块以不同的速度弹射出去，即为岩爆。

岩爆理论

从宏观现象上来看岩爆的本质是弹性应变能的大量突然释放，但其发生机理是岩体的断裂破坏。岩体中存在数目众多的呈随机分布的微裂隙，为岩体的断裂破坏提供了必要的裂纹条件。目前用于分析岩爆的理论主要有以下几种。 刚度理论

Cook 和Hodgeim 于60年代提出当岩体受力屈服后的刚度|K R |大于顶底板和支架的刚度|K C |时，便发生岩爆。而当|K R |<|K C |时，岩体处于稳定状态，不发生任何冲击动力现象。

70年代布莱克将此理论完善，认为矿体的刚度大于围岩的刚度是产生冲击地压的必要条件，但是由于这种理论主要用于解释煤矿冲击地压和矿柱岩爆问题，所以使用并不广泛。我国阜新矿院认为岩爆取决于岩石加载过程的刚度与应力达到峰值以后卸载过程的刚度比值，并提出以刚度为参数的冲击性指标

m C F s K F K

式中：m K ——应力应变全过程曲线上加载过程的刚度；

s K ——应力应变全过程曲线上达到峰值后的刚度。

当C F F <1时，就有岩爆发生的可能。

强度理论

强度理论是早期岩爆工作者提出的，它以岩石的单轴抗压强度为度量标准，从围岩的静力平衡条件出发，将各种强度准则作为岩爆的判据，即当洞室的切向应力σθ>η[σc ]（η为经验数）时，发生岩爆。这种理论没有明确的机理作为依据，只是根据单轴试验现象得出依据，不能准确解释岩块（片）的弹射机理。然而岩爆的发生不仅取决于围岩的强度，事实上，地下围岩是处于一个复杂的应力体系中，不可能只受单轴力，其破坏方式也是十分复杂的。许多地下工程的围岩达到破裂状态，并没有进入极限状态，虽然围岩中的微裂隙已进入不稳定状态，但围岩的整体此时是稳定的，只是这种局部范围的不稳定状态可能导致岩爆。强度理论在我国比较有代表性的判据

σ1>（0.15～0.20）R c

式中：σ1——岩体的初始应力；

R c ——岩块的单轴抗压强度。

能量理论

能量理论是60年代由库克（Cook ）等人在总结南非15年岩爆研究与防治经验的基础上首先提出的，认为当矿体—围岩体系在其力学平衡状态遭破坏其所释放出的能量大于所消耗的能量时，即产生岩爆。该理论从能量守恒定律出发，摆脱了传统理论的束缚，解答了岩爆的能源问题，但是未考虑时间和空间的因素，所以还不够完善。70年代，美国密苏里大学在库克等人基础上提出了剩余能量的理论，并提出岩爆能量判据如下

1S E D

dW dW dt dt dW dt

σβ????+????????> 式中：W E ——围岩系统所储存的变形能；

σ——围岩系统能量释放的有效系数；

W S ——煤体所储存的变形能；

β——煤体能量释放系数；

W D ——消耗于煤体与围岩交接处和煤体破坏阻力的能量。

考虑到时间和空间效应，可将上式修改为

4421S E D

W W t xj t xj W t xj

σβααα??????+??????????>?? 式中：xj ——空间坐标。

冲击倾向理论

针对不同的岩体，其发生岩爆的强弱程度各不相同这一事实。国内外提出了岩体的冲击倾向理论。该理论认为当岩体的冲击倾向度K E 大于它的临界值Kc 时，便发生岩爆。国内外已提出的以衡量岩体冲击倾向指标概括起来主要表现在岩体的能量、破坏时间、变形大小和刚度四个方面：

能量指标：弹性变形（应变）能指标W ET ；冲击能指标W CF ；有效冲击能指标ηE ；弹性能量指标P ES ；

时间指标：动态破坏时间△T ；

形变指标：弹性变形指标D E ；

刚度指标：脆性系数K B ；刚度比指标K CF 。

在这些反映岩体冲击性的指标中，波兰采矿科学院提出的弹性应变能指标W ET 是最有代表性的一个，也是在国外被广为采用的一个。

ET W =弹性应变能损耗应变能

W ET 反映到达峰值应力前，岩石储存应变能的能力，储存越多，破坏时释放的能量越多，因此W ET 也能反映岩爆的强烈程度。

强烈冲击倾向 W ET ≥5

中等冲击倾向 W ET =2.0～4.9

无冲击倾向 W ET <2.0

显然，冲击倾向性理论用于判断易爆岩体应该有良好的效果，但是单纯以易爆岩体来判断岩爆能否发生显然有其片面性。

“三准则”理论

―三准则‖理论是我国煤炭部门提出的，其基本观点是将强度理论、能量理论

和冲击倾向理论结合起来，并且认为强度准则是岩体的破坏准则，而能量准则和岩爆顷向准则是岩体突然破坏准则，只有当三个准则同时满足时，才能发生岩爆。

12345*,,,,1f f f f f σσ≥（）

4421S E D

W W t xj t xj W t xj

σβααα??????+??????????>?? *1e

e K K ≥

上述条件同时满足时，岩爆才会发生。

式中1f ——采掘活动所造成的附加应力；

2f ——地质构造应力；

3f ——岩层自重应力；

4f ——岩体内部其它应力（瓦斯、裂隙、水压等）；

5f ——煤体—围岩交界处应力；

e K ——煤体或围岩的冲击倾向指数；

*e K ——冲击倾向指数极限值；

σ——煤体—围岩系统的极限强度值。

变形系统失稳理论

失稳理论是将围岩看成一个力学系统，将岩爆当作围岩组成的力学系统的动力失稳过程，即岩爆的发生是围岩组成的变形系统由不稳定平衡状态变成新的稳定状态的过程。

按Dirichlet 准则，结构变形系统的稳定性取决于变形系统势能即自由能驻值的性质。假定系统势能为F ，系统势能的一次变分为δF ，二次变分为δ2F ，则当δF=0时，系统势能有驻值。

δF>0 系统势能最小，稳定；

δ2F=0 系统随遇平衡；

δ2F <0 系统势能极大值，不稳定。

故可将δF=0，δ2F <0，作为岩爆发生的失稳准则，由于岩石动力失稳的数学模型过于复杂，所以岩石应力应变全过程试验研究就变得十分重要，它涉及到失稳、变分理论、灾变理论等一系列前沿学科，失稳理论揭示了岩爆是由于采掘空间中岩体结构稳定性不够而发生的失稳破坏过程。

突变理论

岩体的突变理论是从1972年Thom创立的突变论（Catastrophe Theory）而发展起来的一种较新的理论。该理论主要从建立岩体的尖点突变模型（Cusp model）出发，对影响岩体的主要控制因素，即顶底板压力、刚度和岩体的损伤扩展耗散能量的定量分析，来定性地解释发生岩爆的机理。

分形理论

该理论是利用分形几何学（Fractal Geometry）的方法来研究岩爆发生的机理和预测预报手段，主要对岩爆的分形特征及微震活动的时空变化的分形特征进行了试验研究。这一理论目前的主要研究成果是，在岩爆发生前，微震活动均匀地分布在高应力区，这时分形维数值较高，而临近岩爆发生时，微震活动集聚，其分形维数值较低，也即分形维数值随岩石微断裂的增多而减小，最低的分形维数值则出现在临近岩爆发生时。

目前在岩爆发生机理研究中，强度理论、能量理论和冲击倾向理论占主导地位。岩爆发生机理研究是揭露岩爆发生的内在规律，确定岩爆发生的原因、条件和作用，是预测预报和控制岩爆发生的理论基础。各国学者在实验室研究和现场调查的基础上，从不同的角度先后提出了：强度理论、刚度理论、能量理论、岩爆倾向理论、―三准则‖理论、失稳理论等一系列重要的理论，但这些理论只是依托于假设和经验。

刚度理论认为矿山结构﹙矿体﹚的刚度大于矿山负荷﹙围岩﹚的刚度是产生岩爆的必要条件。但它未对矿山结构与矿山负荷系统的划分及其刚度给出明确的概念。刚度理论简单、直观，但要广泛应用于实践存在着不足之处。强度理论是人们借鉴传统力学有关材料强度的概念提出来的，该理论只给出了岩爆发生的必要条件，并未指出在什么条件下会发生岩爆。能量理论从能量角度解释了岩爆的破坏机理，但它并未说明平衡状态的性质和破坏条件。岩爆倾向理论的突出优

点是岩爆倾向性评价所需数据主要是室内岩石力学试验结果，是用一个或一组与岩石本身力学性质有关的指标衡量岩石的岩爆倾向强弱，它是一种既有效又经济的方法。缺点是这些指标的离散度较大。―三准则‖理论是对强度理论、刚度理论及能量理论的组合，该理论不具备可操作性。变形系统失稳理论是对强度理论、刚度理论和能量理论更深入总结和发展，该理论在必要条件上还不具体。突变理论本质上也是对能量、强度和刚度理论的进一步发展，但对岩爆发生的充要条件还解释不够。分形理论只是一种可预测性和相关性的研究，尚未上升到机理上的认识。这些理论从不同的角度阐述岩爆发生的机理，有的还能在一定程度上定量地给出发生岩爆的判据。但这些理论在本质上是相互联系的。在目前的各种理论当中，强度、能量和岩爆倾向理论是最根本性的理论，其余的均是这三种理论的总结和发展。

近年来，虽然现代数学中的分叉理论（Bifurcation Theory）和混沌动力学（Chaotic Dynamics）已在生物、化工和其它学科领域当中得到广泛的应用，但用于研究和分析井下岩体发生岩爆这一动力现象的却不多见。岩体的断裂破坏可视为其内部微观裂纹扩展、分叉和失稳扩展的动态演化过程，裂纹分叉与失稳是紧密相关的，裂纹经过无限多次的分叉便导致整个系统的失稳，这种失稳可以比拟为一类非线性微分方程的倍周期分叉而出现的混沌运动现象。混沌的起点对应于裂纹失稳扩展的临界点，从而有可能分析出岩爆的混沌特征。既反映出岩爆的发生具有对初始条件（充分必要条件）的敏感依赖性，同时也应当具有在表现形式上的随机性和无序性，在无序中孕育着发生的周期性；可见，利用非线性分叉理论和混沌动力学来研究岩体发生的岩爆应当成为今后主要的攻关方向，也必将为预测预报探索新的途径。

此外，岩爆现象是岩体系统在变形过程中的一个稳定态积蓄能量、非稳定态释放能量的非线性动力学过程（Nonlinear dynamic process），是其外部荷载环境、内部结构、构造及其物理力学性质的综合反映，这一性质可以视为是具有冲击倾向的岩体要尽可能保持其原始低能量状态属性的一种表现，可用下面的过程加以描述：

在这个动力学运动过程当中，最基本的现象就是岩体结构的破坏和稳定性的丧失。因此研究岩爆发生的机理与条件还应当从微观结构和宏观动力学的微分运动和混沌运动特性等诸方面开展工作。

岩爆预测

岩爆预测预报问题极为复杂，目前国内外还没有一整套成熟的理论和方法。岩爆的预测预报可分为长期趋势预报和短期预报。印度学者用地震学方法的研究成果代表岩爆长期趋势预测的水平。南非学者通过仪器观测的研究成果代表岩爆短期预报的水平。长期预报对工程设计阶段有指导意义。短期预测对工程施工阶段有指导意义。我国一般岩爆按设计和施工两阶段进行预测预报。

设计阶段岩爆的预测预报

在设计阶段，根据隧道工程地质勘察资料，结合现场实测诸钻点的地应力值，通过反演得出隧道区域内的初始应力场。然后通过数值分析所得隧道各分段洞周应力值，结合室内岩石试验，利用不同判据，得出设计阶段各洞段可能发生岩爆及其级别，并在设计中提出相应对策。

为了判断洞室或隧洞（隧道）在何种情况下发生岩爆以及若可能发生岩爆时其严重程度如何，国内外学者提出了许多岩爆判据和岩爆分级。

E.Hoek 方法

m ax

0.340.42/0.560.70c R σ???=??

?>?（少量片帮，Ⅰ级）

（严重片帮，Ⅱ级）（需重型支护，Ⅲ级）（严重岩爆，Ⅳ级） 式中：m ax σ为隧洞断面最大切向应力，c R R c 为岩石单轴抗压强度。

Turchaninov 方法（T 方法）

Turchaninov 根据科拉岛希宾地块的矿井建设经验，提出了岩爆活动性由洞室切向应力max θσ和轴向应力L σ之和与岩石单轴抗压强度c R 之比确定：

m ax c m ax c m ax c m ax c +0.30.3+0.50.5+0.8+0.8L L L L R R R R θθθθσσσσσσσσ≤??<≤??<≤?

?>?

（）（无岩爆）（）（可能有岩爆）（）（肯定有岩爆）（）（有严重岩爆） Kidybinski 方法：弹性能量（应变能）指数et W 判据（主要根据煤的试验）

et W W et 为弹性应变能与耗损应变能之比，即

/et sp st W =ΦΦ

式中：sp Φ、st Φ分别为试块的弹性应变能和耗损应变能，均由试块加、卸

载应力–应变曲线中的面积求出。et W 判据如下：

52.0~4.9

2.0et et et W W W ≥??=??

（强烈岩爆）（中等岩爆）（无岩爆） Russense 判据：

Russense 岩爆判别法是根据洞室的最大切向应力θσ与岩石点荷载强度s I 的

关系，建立了岩爆烈度关系图。把点荷载s I 换算成岩石的单轴抗压强度c σ，并根据岩爆烈度关系图判别是否有无岩爆发生。其判别关系如下：

/0.200.20/0.300.30/0.55/0.55c c c c R R R R θθθθσσσσ

?≤

?≥?

（无岩爆）（弱岩爆）（中岩爆）（强岩爆） 秦岭隧道判据方法

谷明成通过对秦岭隧道的研究提出以下判据：

v

152.00.30.55c t et c R R W R K θ

σ≥??≥??≥??≥? 式中：t R 为岩石的单轴抗拉强度，θσ为隧道洞壁最大切向应力，v K 为岩体

完整性系数。

只要同时满足式就会发生岩爆。考虑发生岩爆的条件比较完善。

二郎山公路隧道判据方法

徐林生和王兰生根据二郎山公路隧道施工中记录的200多次岩爆资料，提出了改进的―/c R θσ判据法‖。

c R 的求取是先在现场采用点荷载仪测定岩石点荷载强度50s I （），然后利用公

式5022c s R I =（）

求得岩石单轴抗压强度c R 。而θσ的求取是先在现场采用改进型现场应力恢复测试法，测定出洞壁浅表层钻孔岩芯应变恢复时点荷载仪压力表读数F （MPa ），然后用下式求出θσ：

p =a/FS LH θσ（）

式中：p S 为点荷载仪千斤顶活塞面积（取15.5cm 2），a 为等效系数（取1.324），

L 为受力垫片的弦长（取3.3cm ），H 为岩芯试样长度（cm ）。

徐林生和王兰生根据测试结果与围岩实际破裂情况，得出以下岩爆分级：

/0.3/=0.3~0.5/=0.5~0.7/0.7c c c c R R R R θθθ

θσσσσ?

（无岩爆活动）（轻微岩爆活动）（中等岩爆活动）（强烈岩爆活动） 侯发亮临界埋深度判据

侯发亮临界埋深度判据为

c 0.318134cr H R μμγ=--（）（）

式中：μ为岩石泊松比，γ为岩石容重。

这里必须指出的是：临界埋深并不是岩爆发生的唯一条件。在某些埋深较浅，但地应力、尤其是水平地应力较高的地区也会发生岩爆。例如，在瑞典，附属于Forsmask 核电站的两条水工隧洞，埋深仅15m 左右。在开挖过程中就发生过岩爆，弹射出的岩块尺寸大约为10cm 左右。这种现象可能与岩石中的封闭应力突然释放有关。此判据适用于地应力主要由岩体自重产生的岩爆，不适用于地质构造形成的地应力所产生的岩爆。

陶振宇判据及其岩爆分级

陶振宇在前人（Barton ，Russens ，Turchaninov 等）研究基础上，结合国内工程经验，提出当1/14.5c R σ>，则不会发生岩爆；当1/14.5c R σ≤，则会发生岩

爆，并将岩爆分为4级，如表1所示。

陶振宇提出的岩爆分级表

注：1σ为最大主应力

谷–陶岩爆判据

国内外众多岩爆研究成果和大量岩爆实际资料和试验数据表明：发生岩爆，除了岩体应力（地应力或初始应力）必须大于岩石单轴抗压强度的某一百分数之外，岩石还应该是脆性的、坚硬和完整的或比较完整的，同时岩石的弹性应变能需要比岩石破坏耗损应变能大很多。反之，不会发生岩爆。分析以上有代表性的判据可看出：谷明成提出的岩爆判据满足上述发生岩爆需要具备的诸项条件。但是，其0.3c R θσ≥是根据秦岭隧道围岩片麻岩强度高的具体情况所得到的，其发

生岩爆的条件偏高。陶振宇提出的1/14.5c R σ≤就发生岩爆，是很例外少有的情

况，是偏低的，已被我国工程实例证实。但是，大多数判据都是以洞室围岩的环向应力和径向应力来表达的，在使用有限元软件进行分析时需要进行坐标变换，因此十分不便。陶振宇提出了基于最大主应力的判据，是其优点。根据国内外大

量岩爆统计资料表明：最大主应力1c 0.15~0.20R σ>

（），则极易发生岩爆。为克服上述两判据判别发生岩爆的条件偏高和偏低，把两判据结合起来，去掉两者不足之处，形成修改后的谷–陶岩爆判据和岩爆分级如下。修改后的谷–陶岩爆判据为

1v

0.15150.552.0c c t et R R R K W σ≥??≥??≥??≥?

（力学要求）（脆性要求）（完整性要求）（储能要求） 修改后建议的岩爆分级表

施工阶段岩爆的预测预报

在施工阶段，由于设计阶段的预测预报准确性有待隧道的开挖验证，因此进一步结合现场实际，对隧道区内总体岩爆状况进行重新预测，对调整设计，指导施工，保证施工人员安全，合理安排施工进度是十分重要的和必需的。

在施工阶段，隧道开挖后，及时采用应力解除法，对洞壁直接进行应力测试，同时采集隧道内岩样进行室内试验或用回弹仪测出该洞段岩石抗压强度，利用不同判据，得出比设计阶段更为符合实际的该洞段的岩爆发生及其级别，以便及时采取防治对策。但值得注意的1个问题是：

勘测期的地应力值与施工阶段实测的不一定一致，例如：

①二滩地下厂房

勘测阶段：σ1 max =17.2～38.4MPa ；

施工阶段：σ1 max =32.0～57.2MPa 。

②二郎山公路隧道

勘测阶段：σ1max =53.4MPa ；

施工阶段：σ1max =35.3MPa 。

因此，在施工期要直接对围岩进行表面或浅部应力进行实测。

国内外岩爆预测预报方法大致可分为理论分析法和现场实测法。

理论分析法在岩爆趋势预测方面具有一定的优越性，能满足其基本的预测目

的，成本较低，能较好地模拟现场各种因素的影响，突出优点是可以利用并挖掘已有的岩爆先验知识实现岩爆趋势预测的快速评价。岩爆趋势预测是指依据岩石的物理力学参数以及应力状态预测开挖后岩爆发生的可能性大小，主要目的是圈定岩爆危险区域，岩爆的重点监测地段、确定合理的采矿工艺，为岩爆的防治提供决策依据。理论分析法根据不同的岩爆机理理论得出判据形成不同的预测方法。主要判据有应力判据、能量判据、冲击能量指数判据、临界深度判据、岩性判据、岩体RQD指标判据、线弹性能判据、弹性应变能判据、岩体完整性系数判据等等。同时采用先进的数学方法，如模糊数学综合评判方法、人工神经网络、可拓学、数值模拟方法、距离判别方法、灰类白化权函数聚类预测方法、非线性混沌理论、支持向量机法，属性数学理论、分形理论等。理论分析法发展至今，通过借助先进的数学方法，已逐步实现由岩石试件岩爆倾向性预测向工程岩体岩爆趋势预测的功能扩展。但由于目前对岩爆机理的认识还有待深入，因此已有的判据局限性也比较大。应力判据、能量判据、冲击倾向性判据基本上是以实验室具体岩块的试验结果去预测现场岩石工程的岩爆倾向，从指标本身看具有很大的模糊性，另外，这些指标的准确量测或计算非常困难，因此其实用性和应用范围受到很大限制。模糊综合评判法试图对以上评判指标进行改进，以尽量减少人为因素的作用，同时还考虑了更多的工程因素，诸如矿岩性质、地质构造、生产技术因素等对地下矿山岩爆倾向性的影响，显然更符合实际。但依然具有同样的缺点。基于先验知识的智能预测方法可以利用神经网络强大的自学习、非线性映射功能从已有岩爆实例中挖掘出岩爆特征，为工程岩体岩爆倾向性预测提供了一种新的有效途径，代表了未来岩爆倾向性预测的研究方向。但是，从现有的岩爆智能预测模型看，在网络的输入参数如何才能更加符合工程实际、才能更加科学合理的关键环节上仍然没有很好解决，预测模型和预测结果也缺乏必要的理论诠释和更进一步的研究。可以明显看出，目前绝大部分建立的岩爆预测模型所采用的依然为传统的判别指标，而以这些判别指标作为网络输入参数的岩爆智能预测方法在很大程度上是一种静态的预测方法，还不能实现对动态开挖的复杂岩体工程进行及时的动态预测。此外，怎样才能使理论分析法的结果更加有效地指导生产实践，也是今后需要解决的一个重点和难点问题。

现场实测法是借助一些必要的仪器，对岩体直接进行监测和测试，来判别是

否发生岩爆的可能，并指明岩爆发生的大致时间，以便及时撤退工作人员及设备，保证安全生产。现场实测法主要包括各种直接接触式方法和地球物理方法。所谓直接接触式方法即通过向采掘工作面打钻测量反映应力状态的直接参数，并根据经验和已有的理论进行预测，具体有钻孔应力计、光弹应力计、光弹应变计、压力盒、收敛计、位移计、电阻率法、煤粉钻监测方法等等。其主要优点是：经过多年应用，积累了大量的宝贵经验和基本数据指标，各指标直接从前方岩体中取得，具有较高的可靠度。主要缺点是：预测的时间间隔太长，无法实现连续监测，因此，信息量少，偶然性大；预测过程要扰动和接触岩体，易诱发动力现象，安全性差；预测工作量大，预测费用高，受各种操作过程和作业人员因素影响大。地球物理方法是通过对岩体突然破裂发出的前兆信息用精密仪器进行采集分析，具体有地震监测技术应用、声发射监测技术应用、电磁辐射监测技术应用、超声波探测技术应用以及其他物理化学探测技术应用等，这些方法的共同特点是将灾害发生前的特征信息通过传感器转化为数字化信息，自动采集或汇集，数字化传输，数据库存储并提供分析结果，从很大程度上克服了直接接触式监测预报方法的局限性，并具有可以在全国甚至全球范围内通过互联网实现前兆数据的分布式共享，建立多维岩爆灾害监测系统的发展前景。目前应用地球物理方法监测预报岩爆灾害还正处在发展阶段，从近期看，其测试参数的依据不强，监测信息的可靠度不高，加之矿山要建立一套较为完善的地球物理监测预报系统，前期投入是很大的。

从当前研究的现状来看，目前岩爆预测预报的主要途径和方法是必须在扎实的工程地质调查、矿区地应力测量和矿岩力学特性，特别是矿岩破坏冲击性倾向特性试验的基础上，结合矿山开采条件，采用开采动力学理论和数值模拟的方法，确定冲击危险区域，然后采用微震监测技术等多种方法进行现场监测，将综合分析和现场监测结果相结合，预测开采过程中发生岩爆危险性。