煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护技术及应用

《岩石力学与工程研究著作丛书》序

《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话

前言

第1章概述

1.1研究背景

1.2深部开拓面临的科学技术难题

1.3国内外技术现状

1.3.1国内外研究概况及发展趋势

1.3.2存在的问题

1.4本书主要内容

第1篇深部围岩赋存条件特征研究

第2章煤矿深部围岩岩性条件特征

2.1典型矿区深部围岩地质条件特征

2.2典型矿区深部围岩物理力学性质

2.2.1典型矿区深部岩石力学性质试验研究

2.2.2典型岩性深部围岩力学参数反演研究

2.3小结

第3章煤矿深部地应力场研究

3.1深部原岩应力场的特点

3.2典型矿区深部原岩应力场测试研究

3.2.1原岩应力场测试方法简介

3.2.2典型测试结果

3.3典型矿区深部地应力场反演研究

3.3.1初始地应力场反演分析法的研究现状

3.3.2初始地应力场回归分析原理

3.3.3初始地应力场回归分析数学模型

3.3.4初始地应力场多元线性回归计算方法

3.3.5淮南矿区地应力场反演

3.4小结

第4章煤矿深部岩巷围岩分级研究

4.1概述

4.2巷道围岩分类方法现状分析

4.2.1单指标分类法

4.2.2多指标分类法

4.2.3多因素综合单一指标分类法

4.3巷道围岩分类方法评述

4.3.1围岩分类的理论基础

4.3.2存在的问题

4.4煤矿深部岩巷围岩分级体系研究

4.5小结

第2篇深部岩巷稳定性演化机理研究

第5章深部岩巷稳定性演化的物理模拟研究

5.1概述

5.2深部岩巷典型围岩物理力学性质模拟试验研究

5.2.1模拟条件

5.2.2相似材料研制

5.3典型条件下深部岩巷稳定性模拟试验研究

5.3.1模型试验台架

5.3.2模型制作及元件埋设

5.3.3模型试验

5.4小结

第6章深部岩巷围岩稳定性演化的数值模拟研究

6.1深部岩巷围岩变形破坏的机理

6.1.1开挖卸荷过程分析的断裂损伤理论

6.1.2深部围岩稳定性演化的THM耦合作用理论

6.1.3深部岩巷围岩变形破坏的强度准则

6.2深部岩巷稳定性分析软件的开发

6.2.1耦合程序基本原理

6.2.2耦合程序开发

6.3典型条件深部岩巷稳定性数值模拟研究

6.3.1模拟条件

6.3.2“三高”耦合作用下深部岩巷稳定性数值模拟研究

6.3.3深部岩巷支护参数优化研究

6.4小结

第3篇深部岩巷稳定控制理论与支护技术研究

第7章深部岩巷稳定控制理论与支护成套技术研究

7.1概述

7.2“三高”作用下深部岩巷围岩的变形破裂机理

7.2.1高地应力作用下的变形破裂机理

7.2.2高渗透压力作用下的变形破裂机理

7.2.3高温度梯度作用下的变形破裂机理

7.3深部岩巷稳定控制理论

7.4深部岩巷支护技术措施体系

7.4.1围岩应力状态恢复改善措施

7.4.2围岩增强与固结修复措施

7.4.3应力转移与承载圈扩大控制措施

7.4.4分步联合支护理念及其技术措施

7.5深部岩巷支护成套技术

7.5.1高预应力超强锚喷支护技术

7.5.2经济型高强高韧注浆材料技术

7.5.3底臌治理技术

7.5.4膨胀岩巷道支护技术

7.5.5特殊破碎围岩巷道施工安全控制技术

7.6小结

第4篇工程应用研究

第8章工程应用

8.1深部Ⅱ级围岩典型巷道工程应用

8.1.1淮南望峰岗井-817m水平轨道石门大巷

8.1.2淮南谢桥矿-720m水平轨道石门

8.2深部Ⅲ级围岩典型巷道工程应用

8.2.1淮南谢-矿-780m水平13槽煤底板运输巷

8.2.2淮南张集矿-650m水平东翼11-2采区胶带机巷

8.2.3淮南潘三矿-750m水平西翼8煤皮带机石门

8.2.4国投新集刘庄煤矿-745m西区制冷峒室

8.3深部Ⅳ级围岩典型巷道工程应用

8.3.1淮南顾北煤矿-648m南翼回风大巷

8.3.2平煤四矿-480m戊九采区轨道下山

8.4深部V级围岩典型巷道工程应用(顾桥矿南翼轨道大巷地质异常断裂带)

参考文献

　　高地应力、高温度梯度和高渗透压力统称为“三高”。由于“三高”的作用，使得深部与浅部在围岩赋存条件上存在根本差异，必须从全新的角度去认识深部围岩的变形破裂机理。本书以“三高”耦合作用为切入点，在深入探索认识深部围岩变形破裂机理的基础上，总结出深部岩巷稳定控制的理论，并以该理论为指导，提出深部岩巷稳定控制的技术措施和支护成套技术。　　本书全面系统地介绍了作者课题组近年来在煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护技术方面的研究成果。首先从深部围岩赋存条件入手，揭示了深部围岩的地质条件特征、地应力场特征及物理力学性质特征，首次提出了深部岩巷围岩稳定性分级体系；其次通过物理模拟和数值模拟两方面的研究，揭示了深部围岩变形破裂过程的演化机理，提出了开挖卸荷过程的断裂损伤理论和稳定性演化的THM耦合作用理论；然后根据稳定性演化机理研究的成果，创造性地提出了深部岩巷稳定控制理论及相应的支护技术措施；最后通过多个典型巷道工程的应用证明了所提出的支护理论和技术的有效性和实用性。　　本书可供从事深部地下工程稳定性和煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护技术研究的专业人员及从事深部地下工程设计施工的工程技术人员参考，也可作为地下工程、矿井建设、采矿工程等专业的研究生教材。