动态开挖扰动下采空区围岩稳定分析与监测【正版新书】
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江苏无锡
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作者卢宏建,李示波,李占金 著
出版社冶金工业出版社
ISBN9787502475093
出版时间2017-06
装帧平装
开本其他
定价44元
货号1201514291
上书时间2024-06-27
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商品详情
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作者简介
卢宏建，华北理工大学，博士，副教授，硕士生导师，2003年本科采矿工程专业毕业，2006年硕士采矿工程专业毕业，2010获取北京科技大学工科博士学位。多年来一直从事采矿工艺、岩石力学及其工程灾害控制、边坡稳定性控制、岩爆等方面的教学与科研工作。先后主持和参加国家、省级、市厅级项目20余项，发表学术论文30余篇， EI收录15篇。获得省科技进步1等奖1项，申请发明2两项。
目录
章 绪论
1.1 采空区基本概念
1.1.1采空区定义和特征
1.1.2采空区群的定义和特征
1.1.3采空区的类别与特点
1.2采空区围岩稳定性理论分析
1.2.1矿柱稳定性理论
1.2.2顶板稳定性理论
1.2.3采空区稳定性评价理论
1.2.4研究进展
1.3采空区围岩稳定性数值分析
1.4采空区围岩稳定性相似试验
1.4.1物理相似模拟材料研究
1.4.2物理相似模拟实验加载模拟
1.4.3物理模拟实验测试方法
1.5采空区围岩稳定性监测预警方法
1.5.1采空区稳定性监测技术
1.5.2采空区失稳预警方法
第二章 工程概况与岩石力学特性研究
2.1 工程概况
2.2 矿岩力学特性研究
2.2.1物理力学试验
2.2.2岩体力学参数研究
2.3 岩石试件声发射试验
第三章 采空区围岩破裂失稳物理模型试验设计
3.1物理相似模拟试验基本原理
3.2物理模型建立
3.2.1物理原型选择
3.2.2物理模拟相似比
3.2.2物理模拟参数设计
3.3加载与测试系统
3.3.1加载系统
3.3.2测试系统
3.4监测点布设分析
3.4.1声发射测点布设分析
3.4.2压力盒与应变测点布设分析
第四章 相似材料选择配比与模型制作实施
4.1相似材料配比试验
4.1.1 相似材料选取的一般原则
4.1.2相似材料配比正交试验方案设计
4.1.3试件制作与力学参数测试
4.1.4相似材料力学性能影响因素分析
4.1.5材料配比与力学指标关系方程确定及应用
4.2相似材料声发射监测适宜参数试验
4.2.1 试验设备及参数选择
4.2.3 相似材料单轴压缩变形力学特征
4.2.4 相似材料单轴压缩声发射特征
4.3相似试验模型制作实施
4.3.1相似模型制作
4.3.2监测设备安装与调试
4.3.3试验实施与监测
第五章 采空区围岩破裂失稳规律与破坏机制
5.1开挖过程中围岩应力应变与声发射演化规律
5.1.1不同矿房开挖围岩应力监测分析
5.1.2不同矿房开挖围岩位移与应变演化规律
5.1.3不同矿房开挖围岩声发射特征分析
5.2岩层弱化过程中围岩破裂失稳特征分析
5.2.1围岩破裂失稳位移演化特征分析
5.2.2岩层弱化过程采空区围岩应力演化规律分析
5.2.3围岩破裂失稳与声发射特征分析
5.3围岩破裂失稳机理
5.3.1围岩损伤阶段
5.3.2围岩大变形阶段
5.3.3围岩失稳垮塌阶段
5.4采空区围岩失稳特征综合分析与稳定性预测方法
5.4.1采空区围岩失稳特征综合分析
5.4.2采空区围岩稳定性预测预警方法
第六章 典型采空区群声发射监测
6.1 采空区群稳定性监测系统
6.1.1 监测系统的选择
6.1.2 声发射监测系统的特点
6.2 采空区群稳定性监测方案
6.2.1监测目标与技术路线
6.2.2监测网点确定与布设
6.2.3现场安装与调试
6.3 声发射监测与数据分析
6.3.1声发射监测基础参数设定
6.3.2波形数据库建立
6.3.3典型波形分析
6.4 采空区安全等级划分与预报预警
6.4.1采空区安全等级划分
6.4.2预警预报
参考文献
内容摘要
《动态开挖扰动下采空区围岩稳定性分析与监测》以典型铁矿山原型为工程背景，运用应力、应变与声发射监测技术手段，通过大尺度二维物理相似模拟试验，揭示动态扰动下硬岩矿柱破裂失稳演化特征与破裂失稳机制；结合矿山采空区群特征，建立了声发射在线实时监测体系，构建了岩石声发射及其他振动波形库，总结了矿山岩石破坏过程的声发射特征，制定了完善的预报预警制度。
《动态开挖扰动下采空区围岩稳定性分析与监测》注重理论和工程实践相结合，可供与金属矿山相关的工程技术人员阅读，也可供有关院校矿业类师生参考。
精彩内容
铁矿床采空区是指铁矿回采过程中未及时处理，累积形成的结构复杂的巨大开挖空间。我国是铁矿资源大国，经过多年开采，特别是20世纪80年代以来，在全国各地形成诸多规模不等、范围不一的地下采空区，导致我国成为目前采空区诱发矿山灾害的多发国家。据不完全统计，我国因采矿引起的地表塌陷面积达1150km2，发生采矿塌陷灾害的矿产资源型城市有30多个，每年因采矿地面塌陷造成的损失达4亿元以上。采空区围岩破裂灾变是引发矿山灾害的根本原因，因此矿山资源开采过程中的采空区围岩破裂失稳监测预警是防灾减灾的关键，成为国内外研究的重点。
采空区围岩稳定性研究的主要方法有理论分析、相似模拟试验、数值模拟计算和现场监测等4种，集中于某个状态下的采空区稳定性与单层采场开挖下采空区围岩的稳定性分析。关于多层采场开挖影响下的采空区围岩的动态失稳过程研究，煤矿研究较多，而对金属矿山动态扰动下采空区围岩失稳过程研究尚处于完善阶段。本书以典型铁矿山采空区为工程背景，综合采用理论分析、物理力学试验，数值模拟、物理相似模拟等手段，对铁矿床动态开挖相似物理模型试验的设计、采空区围岩运动结构特征、采空区失稳破坏前兆信息以及采空区围岩破裂失稳机理进行了系统研究。
全书内容分为6章。章：对采空区与采空区群的定义及其分类，采空区围岩稳定性分析、数值分析、相似试验，采空区围岩稳定性监测预警方法进行了文献综述。第2章：在分析了典型矿山采空区现状的基础上，选择代表区域现场取样，通过室内力学试验对矿岩的力学特性和声发射特征进行了研究。第3章：以实例矿山典型矿段为物理原型，基于相似理论原理，确定了相似模拟试验相似比与采场模拟参数。系统介绍了物理相似模拟试验加载与测试系统后，运用岩石破裂过程分析和有限元数值分析软件，对声发射、应力应变测点进行了分析。第4章：在确定相似材料的基础上，通过力学试验得出了相似材料配比与力学指标关系方程，依据相似比确定了相似材料的配比。通过矿岩相似材料的声发射特征试验，给出了物理相似模拟试验声发射监测适宜参数。系统介绍了相似试验的模型制作，监测设备安装与调试，试验实施与监测相关事宜。第5章：基于物理相似模拟试验应力应变与声发射数据，分析了不同矿房开挖过程中采空区围岩应力应变与声发射动态演化规律和岩层弱化过程中采空区围岩破裂失稳的应力应变与声发射特征，构建了动态扰动下采空区围岩破裂失稳模式，提出了预报预警方法。第6章：根据室内力学试验和物理相似模拟试验结论，提出了实例矿山的采空区声发射监测方案制定的思路和流程。基于现场监测数据，构建了岩石声发射及其他振动波形库，总结了矿山岩石破坏过程的声发射特征。通过波形分析及时掌握了采空区围岩地压活动的声发射信息变化规律，制定了预报预警制度。
本书由华北理工大学卢宏建、李示波和李占金撰写完成。全书内容主要由河北省自然科学基金项目(编号: E2014209093)和采空区相关科研项目研究成果组成，在此对给予项目支持的河北省自然科学基金委和相关科研支撑单位表示衷心感谢。本书也得到了华北理工大学学术著作出版基金资助，在此表示感谢。
本书在有关资料整理、录入、排版过程中得到了华北理工大学矿业工程学院梁鹏、张松林、蔡晓盛同学的帮助，感谢他们的辛勤劳动。在本书的撰写过程中，参考了有关国内外的文献资料，在此向文献资料原著作者表示衷心的感谢。
限于作者的学识和水平，书中难免有疏漏和不妥之处，诚请同行专家和广大读者批评指正。
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