《硬岩礦山採空區損傷失穩機制與穩定性控制技術》是2016年冶金工業出版社出版的圖書，作者是宋衛東。
基本介紹
- 書名：硬岩礦山採空區損傷失穩機制與穩定性控制技術
- 作者：宋衛東
- ISBN：9787502472900
- 定價：￥56.00
- 出版社：冶金工業出版社
- 出版時間：2016-08-30
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
本書針對硬岩礦山採空區的穩定機制與控制理論做了系統的闡述.對最新的研究成果進行了歸納總結.並輔以工程案例.全書共包含10章的內容.從採空區概念及結構特徵入手.充分考慮了地下開採實際的應力條件.充分考慮地下開採過程中的實際力學條件.引入系統論及能量觀點.同時融合了岩石力學、分形幾何學、彈塑性力學、蠕變理論、結構力學、災變鏈式理論、非線性科學等眾多學科理論的先進思想.對淺部及深部硬岩金屬礦山採空區的穩定性特徵進行較全面的研究.並提出了基於能量鏈式效應的採空區控制理論.採用室內力學實驗、理論研究、數值模擬、現場監測、實證研究等多種方法.對硬岩礦山採空區的損傷失穩機制、穩定性控制技術及工程套用開展了深入研究.為金屬礦山採空區的穩定性控制及災害治理提供了科學指導. 本書可供金屬與非金屬礦開採理論及其工程套用領域的科研人員及高等院校相關專業的師生閱讀.也可供採礦工程技術人員及礦山生產管理人員參考.
作者簡介
宋衛東，男，1966-，教授、博士生導師。1989年獲北京科技大學採礦工程學士學位，1992年獲北京科技大學採礦工程碩士學位，2000年獲北京科技大學採礦工程博士學位，2008.11～2009.11，加拿大不列顛哥倫比亞大學訪問學者。2004獲教育部新世紀很好人才支持計畫資助，是“複雜難採礦床高效開採理論與技術”教育部創新團隊主要成員，兼任中國金屬學會採礦委員會地下採礦委員會副主任。
目錄
1概述
1.1採空區穩定性研究的重要意義
1.2金屬礦山採空區研究現狀
1.2.1採空區穩定性分析與研究
1.2.2深部硬岩礦山採空區穩定性研究現狀
1.2.3採空區失穩機制及模式研究現狀
1.2.4深部硬岩卸荷力學特性及本構模型研究現狀
1.2.5採空區穩定性控制及處理技術
1.3採空區失穩機制與穩定性控制研究面臨的主要問題
1.3.1採空區形態複雜程度定量表征及其與穩定性的相關性
1.3.2單一採空區穩定性敏感特徵與多採空區耦合結構效應
1.3.3高應力複雜路徑下岩石力學性質
1.3.4深部礦山嗣後充填法採空區失穩機制及穩定性特徵
1.3.5採空區失穩災變模式與控制技術
2金屬礦山採空區形成及特徵
2.1採空區概念及基本特徵
2.2採空區分類及特性
2.2.1根據不同的開採方法分類
2.2.2根據採空區存在時間分類
2.2.3根據採空區空間形態分類
2.2.4根據採空區規模大小分類
3高應力複雜條件下岩石損傷演化規律及數學模型
3.1引言
3.2試驗設備及試驗應力路徑
3.2.1實驗設備
3.2.2試驗方案
3.3岩石常規三軸載入試驗力學回響
3.3.1應力應變規律分析
3.3.2圍岩強度分析
3.3.3岩石變形規律分析
3.3.4岩石破裂特徵分析
3.4軸向壓力恆定的勻速卸載圍壓試驗
3.5軸向壓力增加的勻速卸載圍壓試驗
3.6不同應力路徑下的岩石力學回響特徵對比
3.6.1不同應力路徑下的岩石強度特性
3.6.2不同應力路徑下的岩石破裂特徵
3.6.3聲發射計數率變化規律
3.6.4聲發射能量特徵變化規律
3.7複雜應力路徑下岩石損傷演化規律
3.7.1高應力複雜條件下岩石損傷能量耗散分析
3.7.2常規三軸載入
3.7.3軸壓恆定的卸圍壓應力路徑
3.8基於最小耗能原理的損傷演化分析
3.9本章小結
4採空區空間形態分形特性及邊界模擬預測
4.1引言
4.2計盒維數與礦體分形特性
4.2.1計盒維數
4.2.2礦體分形特性
4.3採空區三維精細模型及空間信息的獲取
4.3.1金屬礦山採空區基本特徵
4.3.2採空區三維精細模型及信息獲取
4.4採空區分形特徵研究
4.4.1採空區邊界線一維分形特性
4.4.2採空區平面區域二維分形特性
4.4.3採空區頂板三維分形特性
4.4.4採空區分維值的物理意義
4.5基於分形插值理論的採空區邊界模擬與預測
4.5.1分形插值基本理論
4.5.2工程實際套用
4.6本章小結
5金屬礦山採空區穩定性敏感特徵分析
5.1引言
5.2金屬礦山採空區穩定性影響因素分析
5.2.1採空區結構因素
5.2.2採空區賦存環境
5.3單一採空區穩定性敏感分析
5.3.1單一採空區穩定特徵的結構效應
5.3.2採空區分維值與採空區穩定性關係
5.3.3賦存環境對單一採空區穩定性的影響規律
5.4多採空區耦合結構作用效應
5.4.1相似材料試驗研究
5.4.2多採空區耦合效應的數值模擬分析
5.5結構面對採空區穩定性的影響
5.5.1單組結構面對採空區穩定性的影響
5.5.2可產生滑塌錐的結構面對採空區的影響
5.6本章小結
6不同空間形態採空區圍岩擾動規律與頂板力學模型
6.1引言
6.2立方型採空區形成過程圍岩擾動規律
6.2.1工程背景
6.2.2圍岩擾動規律現場監測布置
6.2.3圍岩擾動規律及穩定特徵分析
6.3狹長型採空區形成過程圍岩擾動規律
6.3.1工程背景
6.3.2圍岩擾動規律現場監測及分析
6.3.3基於精細探測的採空區圍岩穩定狀態分析
6.4不同類型採空區頂板力學模型構建
6.4.1基於彈性厚板理論的立方型採空區頂板穩定研究
6.4.2基於彈塑性理論的狹長型採空區頂板穩定研究
6.5本章小結
7滲流應力場耦合下採空區穩定性研究
7.1經典節理滲流模型簡介
7.1.1單一裂隙滲流模型
7.1.2粗糙節理水力學模型
7.1.3單裂隙滲流與應力耦合
7.1.4裂隙網路滲流模型
7.2數值模擬與結果分析
7.2.1節理剪下本構模型的選擇
7.2.2模型的建立與參數選擇
7.2.3數值模擬分析
7.3本章小結
8深部嗣後充填法采場採空區圍岩卸荷失穩機制
8.1引言
8.2開採卸荷數值模擬仿真原理
8.2.1採空區形成過程圍岩應力狀態
8.2.2採空區岩體卸荷荷載算法及步驟
8.3採空區形成過程中圍岩能量釋放規律
8.4基於尖點突變理論的採空區失穩局部能量突變判別準則
8.4.1採空區系統失穩的能量失穩準則基礎
8.4.2岩石單元局部能量突變準則
8.5工程背景概述
8.5.1工程地質條件
8.5.2圍岩物理力學特徵
8.5.3深部地應力實測及分析
8.5.4模擬開採方案
8.6嗣後充填法采場採空區卸荷數值模型構建及實現
8.6.1數值分析模型構建
8.6.2邊界條件
8.6.3物理力學參數
8.6.4開採卸荷擾動區確定原則
8.6.5卸荷數值計算過程的實現
8.6.6能量釋放指標的數值解算及可視化實現
8.6.7深部採空區圍岩穩定狀態分析指標
8.7分段空場嗣後充填法圍岩卸荷失穩機制
8.7.1採空區圍岩應力場演化規律分析
8.7.2採空區圍岩位移場演化規律分析
8.7.3採空區圍岩塑性區擴展規律分析
8.7.4採空區圍岩能量演化規律分析
8.7.5基於局部彈性釋放能突變的穩定性判別
8.8本章小結
……
9基於能量鏈式效應機理的採空區穩定性控制技術
10金屬礦山採空區穩定性分析工程實例
參考文獻
1.1採空區穩定性研究的重要意義
1.2金屬礦山採空區研究現狀
1.2.1採空區穩定性分析與研究
1.2.2深部硬岩礦山採空區穩定性研究現狀
1.2.3採空區失穩機制及模式研究現狀
1.2.4深部硬岩卸荷力學特性及本構模型研究現狀
1.2.5採空區穩定性控制及處理技術
1.3採空區失穩機制與穩定性控制研究面臨的主要問題
1.3.1採空區形態複雜程度定量表征及其與穩定性的相關性
1.3.2單一採空區穩定性敏感特徵與多採空區耦合結構效應
1.3.3高應力複雜路徑下岩石力學性質
1.3.4深部礦山嗣後充填法採空區失穩機制及穩定性特徵
1.3.5採空區失穩災變模式與控制技術
2金屬礦山採空區形成及特徵
2.1採空區概念及基本特徵
2.2採空區分類及特性
2.2.1根據不同的開採方法分類
2.2.2根據採空區存在時間分類
2.2.3根據採空區空間形態分類
2.2.4根據採空區規模大小分類
3高應力複雜條件下岩石損傷演化規律及數學模型
3.1引言
3.2試驗設備及試驗應力路徑
3.2.1實驗設備
3.2.2試驗方案
3.3岩石常規三軸載入試驗力學回響
3.3.1應力應變規律分析
3.3.2圍岩強度分析
3.3.3岩石變形規律分析
3.3.4岩石破裂特徵分析
3.4軸向壓力恆定的勻速卸載圍壓試驗
3.5軸向壓力增加的勻速卸載圍壓試驗
3.6不同應力路徑下的岩石力學回響特徵對比
3.6.1不同應力路徑下的岩石強度特性
3.6.2不同應力路徑下的岩石破裂特徵
3.6.3聲發射計數率變化規律
3.6.4聲發射能量特徵變化規律
3.7複雜應力路徑下岩石損傷演化規律
3.7.1高應力複雜條件下岩石損傷能量耗散分析
3.7.2常規三軸載入
3.7.3軸壓恆定的卸圍壓應力路徑
3.8基於最小耗能原理的損傷演化分析
3.9本章小結
4採空區空間形態分形特性及邊界模擬預測
4.1引言
4.2計盒維數與礦體分形特性
4.2.1計盒維數
4.2.2礦體分形特性
4.3採空區三維精細模型及空間信息的獲取
4.3.1金屬礦山採空區基本特徵
4.3.2採空區三維精細模型及信息獲取
4.4採空區分形特徵研究
4.4.1採空區邊界線一維分形特性
4.4.2採空區平面區域二維分形特性
4.4.3採空區頂板三維分形特性
4.4.4採空區分維值的物理意義
4.5基於分形插值理論的採空區邊界模擬與預測
4.5.1分形插值基本理論
4.5.2工程實際套用
4.6本章小結
5金屬礦山採空區穩定性敏感特徵分析
5.1引言
5.2金屬礦山採空區穩定性影響因素分析
5.2.1採空區結構因素
5.2.2採空區賦存環境
5.3單一採空區穩定性敏感分析
5.3.1單一採空區穩定特徵的結構效應
5.3.2採空區分維值與採空區穩定性關係
5.3.3賦存環境對單一採空區穩定性的影響規律
5.4多採空區耦合結構作用效應
5.4.1相似材料試驗研究
5.4.2多採空區耦合效應的數值模擬分析
5.5結構面對採空區穩定性的影響
5.5.1單組結構面對採空區穩定性的影響
5.5.2可產生滑塌錐的結構面對採空區的影響
5.6本章小結
6不同空間形態採空區圍岩擾動規律與頂板力學模型
6.1引言
6.2立方型採空區形成過程圍岩擾動規律
6.2.1工程背景
6.2.2圍岩擾動規律現場監測布置
6.2.3圍岩擾動規律及穩定特徵分析
6.3狹長型採空區形成過程圍岩擾動規律
6.3.1工程背景
6.3.2圍岩擾動規律現場監測及分析
6.3.3基於精細探測的採空區圍岩穩定狀態分析
6.4不同類型採空區頂板力學模型構建
6.4.1基於彈性厚板理論的立方型採空區頂板穩定研究
6.4.2基於彈塑性理論的狹長型採空區頂板穩定研究
6.5本章小結
7滲流應力場耦合下採空區穩定性研究
7.1經典節理滲流模型簡介
7.1.1單一裂隙滲流模型
7.1.2粗糙節理水力學模型
7.1.3單裂隙滲流與應力耦合
7.1.4裂隙網路滲流模型
7.2數值模擬與結果分析
7.2.1節理剪下本構模型的選擇
7.2.2模型的建立與參數選擇
7.2.3數值模擬分析
7.3本章小結
8深部嗣後充填法采場採空區圍岩卸荷失穩機制
8.1引言
8.2開採卸荷數值模擬仿真原理
8.2.1採空區形成過程圍岩應力狀態
8.2.2採空區岩體卸荷荷載算法及步驟
8.3採空區形成過程中圍岩能量釋放規律
8.4基於尖點突變理論的採空區失穩局部能量突變判別準則
8.4.1採空區系統失穩的能量失穩準則基礎
8.4.2岩石單元局部能量突變準則
8.5工程背景概述
8.5.1工程地質條件
8.5.2圍岩物理力學特徵
8.5.3深部地應力實測及分析
8.5.4模擬開採方案
8.6嗣後充填法采場採空區卸荷數值模型構建及實現
8.6.1數值分析模型構建
8.6.2邊界條件
8.6.3物理力學參數
8.6.4開採卸荷擾動區確定原則
8.6.5卸荷數值計算過程的實現
8.6.6能量釋放指標的數值解算及可視化實現
8.6.7深部採空區圍岩穩定狀態分析指標
8.7分段空場嗣後充填法圍岩卸荷失穩機制
8.7.1採空區圍岩應力場演化規律分析
8.7.2採空區圍岩位移場演化規律分析
8.7.3採空區圍岩塑性區擴展規律分析
8.7.4採空區圍岩能量演化規律分析
8.7.5基於局部彈性釋放能突變的穩定性判別
8.8本章小結
……
9基於能量鏈式效應機理的採空區穩定性控制技術
10金屬礦山採空區穩定性分析工程實例
參考文獻
