深部開采底板卸荷破裂力學(xué)與防控實(shí)踐
定 價(jià)：130 元
- 作者：李春元,左建平
- 出版時(shí)間：2024/11/1
- ISBN：9787030801784
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TD82
- 頁碼：275
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：B5
本書針對(duì)我國(guó)典型煤礦深部高強(qiáng)度開采條件，以采動(dòng)圍巖體的強(qiáng)烈卸荷效應(yīng)為主線，明晰了煤層、頂?shù)装鍘r體和承壓水等整體力學(xué)平衡體系的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，揭示了底板巖體壓剪、卸荷破裂與基本頂結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的聯(lián)動(dòng)機(jī)理，明確了深部開采底板卸荷破裂的觸矸效應(yīng)；界定了基本頂結(jié)構(gòu)失穩(wěn)作用下底板巖體的應(yīng)力.滲流分區(qū)，研究了其分區(qū)破裂演化及分形幾何特征；建立了深部開采底板巖體卸荷破裂模型，確立了底板巖體卸荷破裂的災(zāi)變機(jī)理，細(xì)化了深部開采底板巖體卸荷破裂分區(qū)并評(píng)價(jià)了其強(qiáng)擾動(dòng)危險(xiǎn)性，系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)施了應(yīng)力卸荷.滲流調(diào)控及注漿改造協(xié)同的深部開采底板應(yīng)力卸荷分區(qū)分級(jí)防控關(guān)鍵技術(shù)，從而為我國(guó)深部煤炭資源安全高效開采提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
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2005.09—2009.07，河南理工大學(xué)，采礦工程專業(yè)，本科生；
2009.09—2012.07，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），采礦工程專業(yè)，碩士研究生；
2015.09—2018.07，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），采礦工程專業(yè)，博士研究生。2012.07—2015.08，河南能源集團(tuán)，趙固一礦綜采隊(duì)，技術(shù)員；
2018.07—2020.06，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），力學(xué)博士后流動(dòng)站，博士后；
2020.06—至今，煤炭科學(xué)研究總院有限公司，深部開采與沖擊地壓防治研究院，學(xué)術(shù)帶頭人。采礦工程，礦山災(zāi)害機(jī)理與防控1. 深部開采底板巖體卸荷斷裂致災(zāi)機(jī)理與防控關(guān)鍵技術(shù)，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)中國(guó)煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，2022年，排名第1（本書依托項(xiàng)目）。
2. 深部開采底板巖體卸荷-滲流斷裂災(zāi)變機(jī)理與分區(qū)分級(jí)監(jiān)測(cè)防控關(guān)鍵技術(shù)，中國(guó)安全生產(chǎn)協(xié)會(huì)安全科技進(jìn)步獎(jiǎng)，2023年，排名第2。中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)采礦巖石力學(xué)分會(huì)理事會(huì)理事，《煤炭學(xué)報(bào)》、《煤炭科學(xué)技術(shù)》青年編委
目錄
前言
1 緒論 1
1.1 深部開采擾動(dòng)致災(zāi)特點(diǎn) 2
1.1.1 深部開采工程擾動(dòng)特點(diǎn) 2
1.1.2 深部開采頂?shù)装鍘r體卸荷致災(zāi)行為 5
1.2 深部開采底板破裂行為及控制研究進(jìn)展 12
1.2.1 深部巖體力學(xué)特性 13
1.2.2 深部開采底板應(yīng)力場(chǎng)演化 15
1.2.3 深部開采底板破裂機(jī)理 16
1.2.4 深部開采底板破裂及突水防控 19
1.3 深部開采底板卸荷面臨的科學(xué)與技術(shù)問題及解決方法 21
1.3.1 深部開采底板卸荷面臨的科學(xué)與技術(shù)問題 21
1.3.2 解決問題思路及方法 22
1.3.3 研究意義 23
參考文獻(xiàn) 24
2 深部開采底板卸荷破裂微震特征 31
2.1 華北型煤田典型深部開采工程地質(zhì) 31
2.1.1 趙固一礦深部開采工程地質(zhì) 31
2.1.2 邢東礦深部開采工程地質(zhì) 36
2.2 趙固一礦底板卸荷破裂微震特征 42
2.2.1 微震監(jiān)測(cè)原理及監(jiān)測(cè)方案 42
2.2.2 微震監(jiān)測(cè)事件分布特征 43
2.2.3 基于微震事件的頂?shù)装迤屏烟卣?47
2.3 邢東礦底板卸荷破裂微震特征 49
2.3.1 微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方案 49
2.3.2 采空區(qū)底板卸荷破裂微震事件分布特征 49
2.4 本章小結(jié) 52
參考文獻(xiàn) 52
3 深部開采頂?shù)装迓?lián)動(dòng)失穩(wěn)模型與力學(xué)機(jī)制 54
3.1 深部開采底板破裂力源 54
3.2 頂?shù)装宄醮问Х�(wěn)結(jié)構(gòu)模型及聯(lián)動(dòng)機(jī)制 56
3.2.1 頂?shù)装宄醮问Х�(wěn)結(jié)構(gòu)模型 56
3.2.2 頂?shù)装宄醮问Х�(wěn)聯(lián)動(dòng)機(jī)制 56
3.3 頂?shù)装逯芷谑Х�(wěn)結(jié)構(gòu)模型及聯(lián)動(dòng)機(jī)制 61
3.3.1 頂?shù)装逯芷谑Х�(wěn)結(jié)構(gòu)模型 61
3.3.2 頂?shù)装逯芷谑Х�(wěn)聯(lián)動(dòng)機(jī)制 63
3.4 基本頂失穩(wěn)下底板卸荷變形規(guī)律 67
3.4.1 底板沖擊載荷 67
3.4.2 底板卸荷變形 70
3.5 本章小結(jié) 77
參考文獻(xiàn) 78
4 深部開采底板巖體變形破裂模擬分析 79
4.1 塊體離散元模型 79
4.2 頂?shù)装宄醮问Х�(wěn)聯(lián)動(dòng)模擬 80
4.2.1 不同采深下底板應(yīng)力聯(lián)動(dòng)變化 81
4.2.2 不同采深下底板位移聯(lián)動(dòng)變化 85
4.3 頂?shù)装逯芷谑Х�(wěn)聯(lián)動(dòng)模擬 90
4.3.1 不同采深下底板應(yīng)力聯(lián)動(dòng)變化 90
4.3.2 不同采深下底板位移聯(lián)動(dòng)變化 93
4.4 不同擾動(dòng)強(qiáng)度下頂?shù)装迨Х�(wěn)聯(lián)動(dòng)模擬 98
4.4.1 不同擾動(dòng)強(qiáng)度下底板應(yīng)力聯(lián)動(dòng)變化 98
4.4.2 不同擾動(dòng)強(qiáng)度下底板位移聯(lián)動(dòng)變化 99
4.5 本章小結(jié) 102
參考文獻(xiàn) 103
5 深部開采底板巖體分區(qū)破裂演化 104
5.1 深部開采底板巖體分區(qū)破裂模型 104
5.2 深部巖體加卸荷破裂力學(xué)特性 106
5.2.1 常規(guī)加卸荷破裂力學(xué)特性 107
5.2.2 圍壓卸荷破裂力學(xué)特性 109
5.3 深部開采底板巖體分區(qū)破裂演化 123
5.3.1 端部及觸矸效應(yīng)區(qū)底板巖體破裂演化 123
5.3.2 卸荷區(qū)底板巖體破裂演化 124
5.3.3 底板巖體水力滲透破裂演化 127
5.4 底板巖體破裂地質(zhì)雷達(dá)探測(cè) 133
5.4.1 探測(cè)方案及數(shù)據(jù)處理 133
5.4.2 探測(cè)結(jié)果 134
5.5 本章小結(jié) 136
參考文獻(xiàn) 138
6 深部開采底板巖體動(dòng)態(tài)破裂相似模型實(shí)驗(yàn) 139
6.1 實(shí)驗(yàn)原理 139
6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 140
6.2.1 模型鋪設(shè)及測(cè)點(diǎn)布置 140
6.2.2 測(cè)量?jī)x器及數(shù)據(jù)收集 142
6.2.3 加荷設(shè)計(jì)及模型開采 142
6.3 深部開采底板巖體動(dòng)態(tài)破裂規(guī)律 144
6.3.1 底板巖體動(dòng)態(tài)破裂演化過程 144
6.3.2 底板巖體應(yīng)力變化規(guī)律 147
6.3.3 底板巖體位移變化規(guī)律 152
6.4 深部開采底板巖體動(dòng)態(tài)破裂分形幾何特征 156
6.4.1 底板巖體動(dòng)態(tài)破裂分形特征 156
6.4.2 底板裂隙傾角發(fā)育特征 159
6.4.3 底板裂隙長(zhǎng)度與數(shù)量發(fā)育特征 161
6.5 本章小結(jié) 162
參考文獻(xiàn) 163
7 深部開采底板巖體卸荷破裂力學(xué)機(jī)理 164
7.1 深部開采卸荷與底板變形破裂關(guān)系 164
7.1.1 開采卸荷與底板破裂深度關(guān)系 165
7.1.2 開采卸荷與底板流變損傷關(guān)系 165
7.2 深部開采底板巖體卸荷的強(qiáng)擾動(dòng)特征 166
7.2.1 深部開采底板應(yīng)力卸荷量特征 166
7.2.2 深部采場(chǎng)底板巖體卸荷時(shí)效特征 170
7.2.3 深部采場(chǎng)底板巖體位移特征 171
7.3 深部開采底板巖體卸荷破裂力學(xué)機(jī)理 172
7.3.1 深部開采底板卸荷巖體質(zhì)量評(píng)價(jià) 172
7.3.2 深部開采底板巖體卸荷破裂災(zāi)變機(jī)理 173
7.3.3 深部開采底板巖體滲透破裂演化機(jī)制 174
7.4 深部開采底板巖體卸荷破裂分區(qū)及擾動(dòng)危險(xiǎn)性 178
7.4.1 深部開采底板巖體卸荷破裂分區(qū) 178
7.4.2 不同工程尺度下底板巖體卸荷破裂危險(xiǎn)性 180
7.5 本章小結(jié) 185
參考文獻(xiàn) 187
8 深部開采底板卸荷破裂分區(qū)評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù) 188
8.1 超前底板破裂結(jié)構(gòu)辨識(shí)解析分區(qū)技術(shù) 189
8.1.1 三維/二維地震勘探 189
8.1.2 掘進(jìn)超前探測(cè) 191
8.1.3 采前綜合物探 193
8.2 采場(chǎng)底板卸荷破裂風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù) 203
8.2.1 底板卸荷破裂深度評(píng)價(jià) 203
8.2.2 底板破裂結(jié)構(gòu)探查評(píng)價(jià) 207
8.3 深部開采底板卸荷突水分區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)211
8.3.1 水文動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)預(yù)警 212
8.3.2 微震監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)預(yù)警 216
8.3.3 礦壓在線監(jiān)測(cè)預(yù)警 220
8.3.4 底板破裂深度監(jiān)測(cè) 221
8.4 本章小結(jié) 221
參考文獻(xiàn) 222
9 深部開采底板應(yīng)力卸荷分區(qū)分級(jí)防控關(guān)鍵技術(shù) 224
9.1 深部開采底板應(yīng)力卸荷分區(qū)分級(jí)調(diào)控技術(shù) 225
9.1.1 弱卸荷區(qū)分級(jí)開采優(yōu)化調(diào)控技術(shù) 225
9.1.2 強(qiáng)卸荷區(qū)分級(jí)切頂卸壓調(diào)控技術(shù) 228
9.1.3 極強(qiáng)卸荷區(qū)分級(jí)充填開采調(diào)控技術(shù) 232
9.1.4 高承壓水壓力區(qū)分級(jí)動(dòng)態(tài)引流調(diào)控技術(shù) 257
9.2 深部開采底板井？地聯(lián)合分區(qū)分級(jí)注漿加固技術(shù) 258
9.2.1 薄隔水層底板井下穿層/定向鉆孔注漿加固技術(shù) 258
9.2.2 厚隔水層底板地面水平分支孔注漿加固技術(shù) 267
9.3 本章小結(jié) 271
參考文獻(xiàn) 272
10 創(chuàng)新點(diǎn)與展望 274
10.1 創(chuàng)新點(diǎn) 274
10.2 展望 275
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