非煤岩岩爆倾向性评价规范-第 2 部分：数值模拟方法与材料模型参数标定-编制说明

《非煤岩岩爆倾向性评价规范第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定》

团体标准编制说明

一、工作简况

1.任务来源

标准起草人受中关村绿色矿山产业联盟委托，承担《非煤岩岩爆倾向性评价规范》第

2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定的撰写工作，目前已基本完成标准的编制工作。

2.起草单位

中南大学

3.参编单位

中国电建中南勘测设计研究院、西南石油大学、西安科技大学、中铁二院地勘岩土工

程设计研究院、湖南科技大学

3.主要起草人

陶明、洪志先、赵华涛、刘恺、周健、顾合龙、杜坤、王栋、赵瑞、王少锋、吴秋红、

向恭梁、罗豪

二、制定标准的必要性和意义

在制定非煤岩岩爆倾向性评价规范时，引入数值模拟方法与材料模型参数标定显得尤

为重要且富有意义。岩爆作为一种复杂的地质灾害现象，其发生机制涉及岩石的物理力学

性质、地应力状态及开采扰动等多方面因素，传统方法难以全面、准确地预测和评估其倾

向性。

数值模拟方法通过构建数学或物理模型，利用计算机强大的计算能力，能够模拟岩体

内部应力场、变形场及能量释放等动态过程，为岩爆倾向性评价提供定量化依据。这种方

法不仅避免了现场试验的高成本和复杂性，还能在多种工况下进行反复模拟，以揭示岩爆

发生的内在规律和影响因素。

而材料模型参数标定则是确保数值模拟结果准确性的关键环节。由于岩石材料性质的

多样性和复杂性，直接测量其所有相关参数往往难以实现。因此，需要通过模型标定技术，

即调整模型中的参数值，使得模拟结果与实际观测数据相吻合。这一过程不仅提高了数值

模拟的可靠性，还为后续的岩爆倾向性评价提供了坚实的数据基础。

综上所述，制定非煤岩岩爆倾向性评价规范时，采用数值模拟方法与材料模型参数标

定具有显著的必要性和意义。它们能够有效地预测和评估岩爆倾向性，为矿山安全生产提

供科学依据，同时也推动了相关技术的发展和应用。

三、主要起草过程

《非煤岩岩爆倾向性评价规范第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定》标准

立项于2023年9月1日，项目起草人中南大学赵瑞、向恭梁、罗豪和中铁二院地勘岩土

工程设计研究院王栋完成了该标准的前期资料收集和调研，中国电建中南勘测设计研究

院洪志先、西南石油大学赵华涛和西安科技大学顾合龙完成了标准初稿的撰写，该标准

的试验论证和数值模拟论证主要由中南大学刘恺、周健、杜坤、王少锋和湖南科技大学

吴秋红完成，特别说明中南大学陶明是该标准的主要起草人，负责标准起草-论证-审核的

全流程工作。

标准的征求意见稿形成于2024年6月15日，送审稿形成于2024年7月15日，报批

稿形成于2024年7月28日。该标准形成后征求了6家单位的审核意见，其中高校4所，

设计研究院单位2家。

四、制定标准的原则与依据

4.1制定标准的原则

（1）科学性原则

该标准应基于深入的科学研究，包括岩石力学、地质工程、计算机科学等多个领域的

最新成果。数值模拟方法和材料模型参数标定需经过严格的理论验证和实验校准，确保其

科学性和准确性。

（2）实用性原则

标准应紧密结合工程实际，能够直接应用于非煤岩矿山的岩爆倾向性评价中。考虑到

不同矿山的地质条件、开采方式等差异，标准应具有一定的灵活性和适应性。

（3）可操作性原则

标准中的方法、步骤和参数应明确具体，便于技术人员理解和操作。提供详细的操作

指南和案例分析，帮助使用者快速掌握标准的应用技巧。

（4）系统性原则

标准应涵盖岩爆倾向性评价的各个方面，包括数据采集、模型建立、参数标定、结果

分析等环节。各环节之间应相互衔接、逻辑清晰，形成一个完整的评价体系。

4.2制定标准的依据

（1）法律法规

《非煤岩岩爆倾向性评价规范第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定》标准

的制定遵循国家相关法律法规的要求，如《安全生产法》、《矿山安全法》等，确保标准的

合法性和合规性。

（2）行业规范：

参考了国内外相关行业的标准和规范，如国际岩石力学学会(ISRM)的相关标准、中

国煤炭工业协会的《冲击地压测定、监测与防治方法》GB/T25217.1-2010标准、行业标

准《煤矿感知数据联网接入规范第5部分：冲击地压》。

（3）实践经验

总结国内外非煤岩矿山岩爆倾向性评价的实践经验，特别是成功案例和失败教训，为

标准的制定提供实证依据。

（4）科研成果

借鉴最新的科研成果，包括岩石力学理论、数值模拟技术、材料模型参数标定方法等，

确保标准的先进性和创新性。

参考的科研成果包括但不限于：

[1]IoannisVazaios,MarkS.Diederichs,NicholasVlachopoulos.Assessmentofstrainbursting

indeeptunnellingbyusingthefinite-discreteelementmethod[J].JournalofRock

MechanicsandGeotechnicalEngineering,2019,11:12-37.

/10.1016/j.jrmge.2018.06.007

[2]JingL,HudsonJ.A.Numericalmethodsinrockmechanics[J].InternationalJournalofRock

MechanicsandMiningSciences,2002,39(4):409-427./10.1016/S1365-

1609(02)00065-5

[3]WangJ,ApelDB,PuY,etal.Numericalmodelingforrockbursts:Astate-of-the-art

review[J].JournalofRockMechanicsandGeotechnicalEngineering,2021,13:457-478.

/10.1016/j.jrmge.2020.09.011

[4]ZhangE,LiuY,HouS.Evaluationofrockburstriskindeeptunnelsconsideringstructural

planesbasedonenergydissipationratecriterionandnumericalsimulation[J].Tunnelling

andUndergroundSpaceTechnologyincorporatingTrenchlessTechnologyResearch,

2023,137:105128./10.1016/j.tust.2023.105128

[5]梁伟章,赵国彦.深部硬岩长短期岩爆风险评估研究综述[J].岩石力学与工程学报,41(1):

19-39.

（5）专家意见

广泛征求行业专家、学者和技术人员的意见和建议，通过专家评审和论证，确保标准

的权威性和科学性。

五、与现行有关法律、法规和标准的关系

起草人通过文献调研发现无论是国内还是国际上都没有与岩爆相关的标准，因此《非

煤岩岩爆倾向性评价规范第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定》不存在与现行

标准之间的矛盾关系。此外，本次编制的标准其原则和依据来源于现行的法律和法规，因

此只存在遵循和被遵循之间的关系。

六、标准主要内容说明

《非煤岩岩爆倾向性评价规范第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定》标准

为《非煤岩岩爆倾向性评价规范》的第2部分，不涉及室内试验、模型试验或现场试验的

相关技术说明，只涵盖了与岩爆数值模拟方法与材料模型参数标定的技术说明，具体的内

容可参考标准送审稿。

七、分歧意见的处理过程、依据和结果

在编制《非煤岩岩爆倾向性评价规范第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定》

标准过程中，起草人和评审专家之间未产生分歧意见。

八、采用国际标准或国外先进标准情况

查阅国内和国际相关文献，未发现有岩爆相关的标准。《非煤岩岩爆倾向性评价规范》

乃行业首个标准，不存在与国际标准或国外先进标准之间的横纵向对比关系。

九、贯彻标准的措施建议

9.1加强标准宣传与培训

组织培训会议：邀请行业专家、学者和从业人员参加标准解读与培训会议，确保相关

人员全面理解标准的各项要求和技术细节。

制作宣传材料：编制标准宣传册、视频教程等，通过多种渠道广泛传播，提高标准的

社会认知度和影响力。

9.2完善标准配套措施

制定实施细则：根据标准内容，制定详细的实施细则或操作指南，明确数值模拟的具

体步骤、方法、参数设定等，确保标准的有效执行。

建立标准数据库：收集、整理和发布与非煤岩岩爆倾向性预测标准相关的数值模拟案

例、材料模型参数等数据资源，为从业人员提供便利。

9.3强化技术支撑与研发

加强技术研发：鼓励和支持科研机构、高校和企业加强数值模拟技术和材料模型参数

标定技术的研发，提高数值模拟的准确性和可靠性。

推广先进技术：定期举办技术交流会、研讨会等活动，推广先进的数值模拟方法和材

料模型参数标定技术，促进技术创新和成果转化。

9.4严格标准执行与监管

建立监管机制：建立健全标准执行监管机制，加强对数值模拟过程和结果的监督检查，

确保标准