礦井突水危險性評價理論與方法

定　價：￥49.00

作　者：	孟召平，高延法，盧愛紅著
出版社：	科學出版社
叢編項：
標　簽：	礦業(yè)工程

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ISBN：	9787030321350	出版時間：	2011-06-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	260	字數(shù)：

內容簡介

　　煤層頂?shù)装逋凰ｋU評價與預測是礦井水害防治的重要基礎和依據。由孟召平和高延法等編著的《礦井突水危險性評價理論與方法》以開灤礦區(qū)范各莊礦等典型大水礦井為依托，從地質條件和采動破壞分析人手，采用實驗研究、理論分析和數(shù)值模擬計算等方法，從煤層頂?shù)装逋凰乃?、通道和介質條件分析人手，系統(tǒng)研究煤層頂?shù)装逋凰牡刭|力學條件，包括煤層頂?shù)装逋凰刭|條件、巖石力學條件和地應力條件等，剖析了煤層頂?shù)装逋凰c這些條件之間的相關關系，揭示煤層頂?shù)装逋凰刂埔蛩睾妥饔脵C理。根據隔水層的巖性和結構特征，提出評價隔水層隔水性能和抗水壓能力的巖性-結構分類，建立基于巖性-結構的煤層底板突水危險性評價理論與方法，對范各莊井田12#煤層底板突水危險性進行定量評價。針對煤層頂板含水層類型，根據上覆巖層的巖性、導水裂隙帶高度和有效保護層厚度等參數(shù)，建立了煤層頂板突水危險性評價理論與方法，并對范各莊井田5#煤層頂板進行評價分析。針對煤層底板多層介質特征，建立煤層底板突水復合板力學模型和計算方法。進一步從采場圍巖的變形與破壞分析人手，研究了煤層頂?shù)装宓淖冃闻c破壞規(guī)律及其影響因素，介紹了計算采動引起的底板破壞理論模型和相應的計算公式，研究了覆巖導水裂隙帶的發(fā)育規(guī)律和導水裂隙帶高度確定方法，提出了巨厚松散層條件下的保護層厚度留設的非線性理論與方法，并開發(fā)了“煤層底板突水危險性評價專家系統(tǒng)”，為礦井突水發(fā)生可能性的判斷提供理論依據。研究成果對開灤礦區(qū)乃至全國其他大水礦區(qū)具有廣泛的推廣應用前景?！兜V井突水危險性評價理論與方法》可供煤田地質、工程地質、水文地質、采礦工程、地質工程及礦井地質災害等專業(yè)從事相關課題研究的科研人員、工程技術人員及大專院校的研究生和教師參考。

作者簡介

　　孟召平（1963—），男，湖南省汨羅市人，博士，教授，博士生導師，主要從事礦井工程地質和煤層氣地質的教學與科研工作。先后主持和參加完成國家、部重點攻關及部門科研課題50余項，目前主持國家“973計劃”項目、國家自然科學基金項目和教育部專項基金等項目多項。曾獲得國家科技進步二等獎1項，煤炭部特等獎1項和部級科技進步獎7項，2002年度全國百篇優(yōu)秀博士學位論文獲得者，2003年度獲第十二屆“中國科技發(fā)展基金會孫越崎青年科技獎”。2003年國家公派1年在德國柏林工業(yè)大學應用地球科學系進行深部開采地質條件研究。完成專著3部，在國內外重要刊物和國際會議上發(fā)表學術論文90余篇，其中50余篇被SCI、EI、ISTP收錄。E—Mail：mzp@cumtb.edu.cn盧愛紅（1976—），女，中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院力學系教師，2010年被遴選為校青年骨干教師。主要從事固體力學理論與工程應用方面的教學與科學研究工作。在巖石損傷斷裂理論、巖體結構力學行為及破壞過程的仿真分析、煤巖動力災害的災變理論、多物理場耦合問題的數(shù)值模擬等方面取得較好的研究進展。合作出版專著1部，發(fā)表論文30余篇。曾獲江蘇省基礎力學講課比賽三等獎1項，作為骨干或主要參加者完成科研項目多項，包括：“973計劃”項目1項，國家自然科學基金重大項目1項，國家自然科學基金重點項目2項，國家自然科學基金面上項目2項，國家重點技術創(chuàng)新項目1項。研究成果曾獲省部級一等獎1項，實用新型專利2項，發(fā)明專利1項。高延法（1962—）男，山東滕州人，中國礦業(yè)大學（北京）教授、博士生導師。1982年畢業(yè)于山東礦業(yè)學院地下采煤專業(yè)，1985年在山東礦業(yè)學院獲碩士學位，1991年在武漢水利電力學院獲博士學位。1992年晉升為副教授，1994年晉升為教授，2000年遴選為博士生導師。2005年調入中國礦業(yè)大學（北京）力學與建筑工程學院工作。學科專業(yè)：巖土工程、采礦工程。主要研究方向：深井軟巖巷道支護，開采沉陷控制和礦井水害防治等。曾主持國家自然科學基金項目2項、省部級科研課題5項，參加國家自然科學基金重點項目、國家“973計劃”項目和國家科技支撐計劃項目等6項。發(fā)表論文80余篇，出版專著和教材5部。獲得省部級科技進步一等獎和二等獎6項，獲國家發(fā)明專利9項。1993年起享受“政府特殊津貼”，1994年獲“中國科技發(fā)展基金會孫越崎青年科技獎”，指導博士和碩士研究生40余名。

圖書目錄

前言
第1章　緒論
1.1　研究目的與意義
1.2　國內外研究進展
1.3　本書研究的內容和方法
1.3.1　主要研究內容
1.3.2　主要研究方法
參考文獻
第2章　礦井水文地質條件
2.1　引言
2.2　礦井涌水基本條件
2.2.1　礦井水的來源
2.2.2　礦井涌水的通道
2.2.3　礦井水文地質類型劃分
2.3　研究區(qū)水文地質條件
2.3.1　區(qū)域地質背景
2.3.2　開灤范各莊井田水文地質條件
參考文獻
第3章　煤層頂?shù)装鍘r石力學條件
3.1　引言
3.2　煤層頂?shù)装鍘r石力學性質
3.3　巖石全應力一應變一滲透規(guī)律
3.4　水對巖石力學性質的控制
3.4.1　含水量對巖石變形與強度的影響
3.4.2　不同含水量下的巖石變形破壞機制
3.5　沉積結構面及其對巖體力學性質的影響
3.5.1　引言
3.5.2　沉積結構面的成因類型
3.5.3　沉積結構面對巖體力學性質的影響
3.6　斷層帶附近煤巖體物理力學性質
3.7　巖石破壞的工業(yè)CT分析
3.7.1　工業(yè)CT分析
3.7.2　巖石破壞的基本形式
3.7.3　煤層頂?shù)装鍘r石微觀破壞機理
3.8　煤層頂?shù)装鍘r石破壞準則
3.8.1　莫爾-庫侖（Mohr-Co1umb）準則
3.8.2　格里菲斯（Griffith）準則
參考文獻
第4章　地應力條件及其對礦井突水的控制
4.1　引言
4.2　巖體中地應力場構成
4.3　開灤礦區(qū)地應力場特征
4.3.1　開灤礦區(qū)原巖應力測量
4.3.2　地應力隨深度的變化
4.3.3　垂直應力與水平應力之間的關系
4.4　地應力對煤層底板壓裂破壞的影響
4.4.1　煤層底板水壓破壞突水機理
4.4.2　煤層底板水壓破裂與最小主應力的關系
4.4.3　基于地應力的煤層底板采動破壞突水機理
4.5　裂隙巖體滲透特性與應力耦合關系
4.6　基于地應力的煤層底板突水危險性評價應用
參考文獻
第5章　煤層頂?shù)装逋凰ｋU性地質評價理論與方法
5.1　引言
5.2　礦井突水類型及典型案例
5.2.1　礦井突水類型
5.2.2　開灤范各莊礦典型突水案例
5.3　煤層底板突水危險性地質評價
5.3.1　煤層底板隔水介質條件
5.3.2　水壓與隔水層厚度比
5.3.3　煤層底板突水危險性評價分類
5.3.4　煤層底板突水危險性評價方法
5.4　煤層頂板突水危險性地質評價
5.4.1　導水裂隙帶高度
5.4.2　第四系沖積含水層的突水危險性
5.4.3　煤層頂板砂巖裂隙含水層的突水危險性
參考文獻
第6章　開灤范各莊井田煤層頂?shù)装逋凰ｋU性評價
6.1　引言
6.2　井田突水特征
6.3　煤層底板突水危險性地質評價
6.3.1　12#煤層底板突水地質條件分析
6.3.2　研究區(qū)12#煤層底板突水危險性評價
6.4　煤層頂板突水危險性評價
6.4.1　5#煤層頂板突水地質條件分析
參考文獻
第7章　煤層底板突水的復合板力學模型及數(shù)值模擬分析
7.1　引言
7.2　多層厚板力學模型及計算方法
7.2.1　多層厚板力學模型
7.2.2　多層厚板狀態(tài)方程的解
7.2.3　多層厚板理論解計算程序框圖
7.2.4　突水危險性分析
7.3　煤層底板突水的復合薄板力學理論
7.3.1　三層薄板力學模型
7.3.2　中性面距離e的重新定位
7.3.3　彎曲等效導出抗彎剛度和彎曲折算模量
7.3.4　伽遼金法應用于薄板的小撓度彎曲問題
7.3.5　煤層底板力學特性對復合巖層變形的影響
7.4　復合薄板理論的數(shù)值模擬分析
7.4.1　計算模型
7.4.2　復合巖層力學參數(shù)的計算
7.4.3　數(shù)值模擬結果分析
7.5　煤層底板突水危險評價力學模型
7.5.1　煤層底板突水危險的理論判據
7.5.2　煤層底板復合巖層的極限水壓力分析
參考文獻
第8章　采場底板變形破壞規(guī)律及其預測
8.1　引言
8.2　煤層開采底板巖體變形破壞特征及滲透規(guī)律
8.3　煤層底板三帶厚度的確定
8.3.1　煤層底板采動破壞深度的確定
8.3.2　有效隔水層保護帶厚度的確定
8.4　采場底板破壞深度觀測方法
8.4.1　底板破壞深度的影響因素分析
8.4.2　采場底板破壞深度觀測方法
8.4.3　底板破壞深度觀測實例
8.5　煤層底板突水影響因素及底板突水優(yōu)勢面理論
8.5.1　煤層底板突水影響因素
8.5.2　煤層底板突水優(yōu)勢面理論
8.6　開采因素對煤層底板變形破壞影響數(shù)值模擬分析
8.6.1　計算模型
8.6.2　煤層底板垂直應力分布
8.6.3　煤層底板巖體的變形破壞規(guī)律
8.6.4　開采深度的影響
參考文獻
第9章　煤層底板突水危險性評價專家系統(tǒng)
9.1　引言
9.2　煤層底板突水危險性評價專家系統(tǒng)
9.2.1　系統(tǒng)設計目標及原則
9.2.2　專家系統(tǒng)的開發(fā)步驟
9.2.3　專家系統(tǒng)開發(fā)工具的選擇
9.3　煤層底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的結構與功能
9.3.1　底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的結構體系
9.3.2　底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的功能
9.3.3　底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的特點
9.4　煤層底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的結構
9.4.1　底板突水的主要影響因素
9.4.2　系統(tǒng)的參數(shù)選取及其量化分析
9.4.3　底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的人機交互界面
9.5　煤層底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的知識庫
9.5.1　系統(tǒng)的知識庫結構
9.5.2　系統(tǒng)的知識表達方式
9.5.3　典型突水案例知識庫
9.6　底板突水危險性評價推理途徑
9.6.1　專家系統(tǒng)的推理方法
9.6.2　底板突水危險性評價專家系統(tǒng)的推理途徑
9.6.3　基于突水系數(shù)的底板突水危險性評價推理途徑
9.6.4　基于突水優(yōu)勢面的底板突水危險性評價推理途徑
參考文獻
第10章　采場覆巖變形破壞規(guī)律及導水裂隙帶高度確定方法
10.1　引言
10.2　采場覆巖變形破壞規(guī)律及垂直分帶特征
10.3　覆巖導水裂隙與層向拉伸率的關系
10.3.1　覆巖破壞狀態(tài)與導水裂隙帶的發(fā)育
10.3.2　巖層彎曲下沉曲線形態(tài)與巖層拉伸率計算方法
10.3.3　裂采比、巖層層向臨界拉伸率與巖性的關系
10.4　采場覆巖離層發(fā)育規(guī)律分析
10.4.1　層面的弱黏結特性及其離層方式
10.4.2　離層的三種采動狀態(tài)
10.5　覆巖導水裂隙帶高度觀測方法
10.5.1　導水裂隙帶高度的鉆孔沖洗液漏失量觀測方法
10.5.2　井下仰斜鉆孔導高觀測方法
10.6　巨厚松散層防水煤巖柱高度確定方法
1O.6.1　防水安全煤巖柱的地層結構力學模型
10.6.2　松散層厚度與防水安全煤巖柱高度的關系分析
10.6.3　厚松散層條件下的防水安全煤巖柱留設方法
10.7　覆巖導水裂隙帶高度觀測應用實例分析
10.7.1　龍口礦區(qū)北皂煤礦海域導水裂隙帶高度觀測研究
10.7.2　開灤錢家營煤礦七煤層開采覆巖導高觀測
參考文獻
第11章　含水層（水體）下安全開采上限確定工程實例
11.1　引言
11.2　開灤錢家營礦巨厚含水沖積層下安全開采上限研究
11.2.1　錢家營礦六采區(qū)的地質開采條件
11.2.2　錢家營礦六采區(qū)覆巖結構分析
11.2.3　8#、9#和12#煤層開采上限的確定
11.3　林南倉礦含水沖積層下安全開采上限研究
11.3.1　林南倉礦地質開采條件
11.3.2　林南倉礦西四采區(qū)煤層厚度及覆巖結構分析
11.3.3　林南倉礦西二采區(qū)導高觀測與提高開采上限現(xiàn)狀
11.3.4　林南倉礦西四采區(qū)煤層開采上限的確定
11.4　七臺河鐵麒煤礦桃山水庫下煤層安全開采上限研究
11.4.1　鐵麒煤礦地質條件
11.4.2　桃山水庫下壓煤開采可行性論證
11.4.3　桃山水庫壓煤區(qū)開采上限的確定
參考文獻