採礦圍岩破壞力學與空間協同控制實踐

《採礦圍岩破壞力學與空間協同控制實踐》是2016年科學出版社出版的圖書，作者是左建平、曹光明、孫運江、王金濤、陳岩。

基本介紹

• 書名：採礦圍岩破壞力學與空間協同控制實踐
• 作者：左建平
  曹光明
  孫運江
  王金濤
  陳岩
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030472427

內容簡介

《採礦圍岩破壞力學與全空間協同控制實踐》主要研究我國煤礦開採所涉及的礦山岩體破壞力學及圍岩控制問題，具體包括大采高綜放工作面三維地應力測試、地應力非連續變形和神經元反演、采動圍岩的宏細觀破壞機理、深基點覆岩移動監測及複合關鍵層計算方法、實時采動數值模擬分析軟體開發及工程套用、建立巷道底臌力學模型及提出相應的防治技術，最終形成大斷面軟弱破碎巷道全空間桁架錨索協同支護技術。

《採礦圍岩破壞力學與全空間協同控制實踐》可以作為採礦工程、礦山岩石力學、安全技術與工程、工程力學和岩土工程等專業的高年級本科生和研究生的高等岩石力學課程輔助教材，也可作為科研及礦山工程技術人員的參考書。

圖書目錄

前言

第1章 緒論

1．1 礦山壓力與岩層控制理論和技術進展

1．1．1 巷道圍岩地應力測試

1．1．2 巷道圍岩破壞行為

1．1．3 岩層破斷與覆岩移動規律

1．1．4 圍岩控制理論與技術方法

1．2 大采高綜放開採圍岩破斷力學及控制理論方法

參考文獻

第2章 大采高綜放工作面巷道圍岩地應力測試及反演分析

2．1 空心包體應力解除測量方法

2．1．1 基本介紹

2．1．2 測量原理

2．1．3 測量步驟

2．1．4 主要儀器設備

2．2 巷道圍岩地應力測試

2．2．1 李村煤礦地應力測點選擇

2．2．2 現場地應力測量

2．2．3 岩石彈性常數的確定

2．2．4 李村煤礦地應力測試結果

2．3 基於非連續變形分析方法的二維地應力反演

2．3．1 李村煤礦地質資料分析

2．3．2 李村煤礦二維地應力反演模型

2．3．3 李村煤礦二維地應力反演分析

2．4 基於人工神經元網路的三維地應力反演

2．4．1 反演區域及反演初始值的選取

2．4．2 李村煤礦三維反演地質模型

2．4．3 三維模型反演的自變數參數選取及訓練樣本的培育

2．4．4 BP神經元網路的建立及網路的適應性訓練

2．4．5 網路自適應訓練後的準確性檢驗

2．4．6 李村煤礦三維地應力BP神經元反演分析

參考文獻

第3章 大采高綜放工作面巷道圍岩宏細觀破壞力學

3．1 煤岩體的X衍射成分分析

3．2 煤岩常規荷載破壞力學行為

3．2．1 煤樣的單軸破壞力學行為

3．2．2 岩石單軸壓縮力學行為

3．2．3 岩石間接拉伸力學行為

3．2．4 岩石三軸力學行為

3．2．5 常規單軸和三軸岩石破壞模式

3．3 岩石的微細觀破壞行為

3．3．1 彎曲破壞模式及載荷變形曲線

3．3．2 岩石的微觀結構分析

3．4 采動加卸荷岩石破壞試驗研究

3．4．1 試驗樣品和實驗條件

3．4．2 常規三軸及采動加卸載實驗方案

3．4．3 灰岩的采動加卸荷破壞實驗

3．4．4 灰岩的常規三軸破壞實驗

3．4．5 采動卸荷條件下灰岩的巨觀斷裂

3．4．6 采動加卸載速率的影響分析

3．5 采動加卸荷條件下岩石破壞的斷裂力學分析

3．5．1 裂紋亞臨界擴展行為

3．5．2 裂紋亞臨界擴展與卸荷速率的關係

3．5．3 裂紋亞臨界擴展機理

3．5．4 裂紋的應力強度因子研究

3．6 采動卸荷岩石破壞的理論模型初探及討論

3．6．1 采動卸荷與常規破壞實驗比較

3．6．2 采動卸荷破壞應力-應變關係模型

3．6．3 考慮尺度的Gurson模型

3．6．4 不同參數對破壞本構模型的影響分析

3．6．5 采動卸荷條件下岩石破壞的本構關係

3．6．6 本構模型初步驗證及討論

參考文獻

第4章 大采高綜放工作面覆岩移動規律及模型分析

4．1 覆岩移動深孔監測介紹

4．1．1 深部岩層移動監測介紹

4．1．2 監測儀器及方法

4．2 巷道圍岩移動現場監測結果及分析

4．2．1 同孔不同深度岩層的絕對沉降變化量

4．2．2 不同孔同一層位岩層的絕對沉降變化量

4．2．3 同孔不同深度岩層相對沉降變化量

4．2．4 不同孔同一層位岩層的相對沉降量

4．3 巷道頂板破碎鑽孔電視窺視結果

4．4 覆岩移動的複合關鍵層理論分析

4．4．1 覆岩控制中的關鍵層理論

4．4．2 覆岩關鍵層“懸臂樑”結構運動規律

4．4．3 覆岩的三帶分析及垮落步距分析

4．4．4 覆岩移動的複合關鍵層分析

4．5 地表沉陷觀測及分析

4．5．1 地表沉陷觀測站設定

4．5．2 地表沉陷特徵

4．5．3 覆岩破壞規律研究

4．6 覆岩移動的幾何學理論分析

4．6．1 大采高開採對地表下沉影響

4．6．2 地表下沉隨時間的變化

4．7 覆岩移動的數值分析

4．7．1 地質數值模型

4．7．2 開採沉陷數值模擬分析與研究

4．7．3 地表沉降量與回採的關係

4．7．4 有斷層和無斷層處的沉陷比較分析

參考文獻

第5章 採礦MDDA的開發及其在採礦中的套用

5．1 不連續變形DDA基本理論

5．1．1 塊體的變形及一階位移模式

5．1．2 總體平衡方程

5．1．3 總體平衡方程求解

5．1．4 二維單一塊體基本公式

5．2 採礦實時開挖模擬分析軟體（MDDA）開發

5．2．1 開挖過程分析及基本假設

5．2．2 實時開挖在二維DDA中的實現

5．2．3 改進程式實現簡單算例及其理論驗證

5．2．4 MDDA軟體使用說明

5．3 不同應力狀態下采動覆岩移動規律及裂隙演化的MDDA模擬

5．3．1 采動岩層裂隙場模擬數值模型

5．3．2 采動岩層數值模型邊界條件及單元開挖

5．3．3 水平垂直應力比為2：1時采動應力場和位移場

5．3．4 水平垂直應力比為1．5 ：1時采動應力場和位移場

5．3．5 水平垂直應力比為1：1時采動應力場和位移場

5．3．6 水平垂直應力比為0．5 ：1時采動應力場和位移場

5．3．7 水平垂直應力比為0：1時采動應力場和位移場

5．3．8 典型的采動裂隙場的分布規律

5．3．9 不同應力狀態下采動覆岩移動及裂隙演化分析與討論

5．4 大采高綜放工作面支架-圍岩相互作用MDDA模擬

5．4．1 6203工作面地質概況及計算模型

5．4．2 覆岩移動的運移規律模擬

5．4．3 覆岩應力場變化規律

5．4．4 覆岩和頂煤移動規律

5．5 王莊礦陷落柱塌陷機理的非連續變形模擬研究

5．5．1 陷落柱數值模型建立及參數選擇

5．5．2 倒漏斗型陷落柱的塌陷機理分析

5．5．3 柱型陷落柱的塌陷機理分析

5．5．4 漏斗型陷落柱的塌陷機理分析

參考文獻

第6章 大采高綜放工作面回採巷道底臌機理及模型研究

6．1 巷道底臌機理分析

6．1 -1巷道變形破壞特徵

6．1．2 巷道擠壓流動底臌機理

6．1．3 應力滑移線場模型及分析

6．2 底臌滑移線場控制效果數值模擬分析

6．2．1 7603工作面迴風巷模型建立

6．2．2 底角錨桿對底臌滑移線場的控制效果分析

6．3 底臌滑移線場的最佳化數值模擬分析

6．3．1 底臌滑移數值模型建立

6．3．2 不同錨固長度對底臌滑移線場控制模擬分析

6．3．3 不同預應力對底臌滑移線場控制模擬分析

6．4 臨近陷落柱巷道加固模型及分析

6．4．1 陷落柱形成的簡化模型分析

6．4．2 臨近陷落柱巷道加固段長度的理論模型

6．4．3 陷落柱高度對巷道加固影響的數值模擬分析

參考文獻

第7章 大斷面破碎巷道全空間桁架錨索協同支護技術

7．1 大采高綜放工作面巷道圍岩變形破壞特徵

7．2 傳統預應力桁架錨索支護研究現狀

7．3 全空間預應力桁架錨索協同支護技術

7．3．1 全空間協同支護理念的提出

7．3．2 支護結構與支護原理

7．3．3 全空間協同支護的優越性分析

7．4 全空間協同支護方案設計與施工工藝

7．5 全空間協同支護數值模擬分析

7．5．1 數值計算模型建立

7．5．2 巷道頂板預應力場平面分布

7．5．3 巷道頂板預應力場三維空間分布

7．5．4 巷道圍岩塑性破壞區分布

7．6 全空間協同支護監測反饋及效果

7．6．1 監測目的

7．6．2 監測內容

7．6．3 監測儀器

7．6．4 數據處理及日常監測記錄表

7．6．5 實施效果

參考文獻