煤岩冲击动力失稳机理及宏、细观实验

前言

第1章 绪论

1．1 冲击倾向性煤岩体非线性动力失稳机理的研究目的及意义

1．2 煤岩冲击失稳国内外研究现状

1．2．1 煤岩冲击失稳现有理论及研究方法

1．2．2 煤岩冲击失稳研究目前的问题及研究趋势

1．3 本书的主要内容

第2章 煤岩冲击失稳灾害分布、发生特征及诱因分析

2．1 煤岩冲击失稳灾害的分布规律

2．1．1 煤岩冲击失稳平面分布规律

2．1．2 煤岩冲击失稳深度分布规律

2．2 煤岩冲击失稳灾害的破坏特征

2．3 煤岩冲击失稳灾害的分类

2．4 煤岩冲击失稳诱发因素分析

2．5 放炮震动诱发冲击失稳机理分析

2．5．1 震动诱发冲击失稳的机理分析

2．5．2 一维震动波诱发煤层巷道围岩变形破坏机理

第3章 煤岩冲击失稳机理的非平衡热力学分析

3．1 煤岩冲击失稳孕育过程的耗散结构及熵的变化

3．1．1 煤岩冲击失稳孕育过程的耗散结构

3．1．2 煤岩冲击失稳孕育过程中有序结构及熵的产生

3．2 基于非平衡热力学及耗散结构的煤岩冲击失稳过程分析

第4章 煤岩冲击失稳孕育、产生模型分析及实验

4．1 引言

4．2 Lippmann煤岩冲击失稳基本理论

4．3 煤岩冲击失稳孕育过程二维力学模型分析

4．3．1 模型的建立

4．3．2 扰动区长度和巷道两侧的应力分布

4．4 发生冲击的临界荷载、临界深度及其应用

4．4．1 发生冲击的临界荷载

4．4．2 发生冲击的临界深度

4．4．3 赵各庄矿12#煤层冲击倾向性理论分析

4．5 二维模型与Lippmann基本理论“冲击失稳”模型的比较

4．6 基于稳定性理论的冲击三维临界状态分析

4．6．1 煤层巷道平动式冲击失稳三维模型构建

4．6．2 参与冲击煤层长度及冲击失稳临界状态下煤层应力分布

4．6．3 模型参数分析及算例

4．7 煤岩冲击失稳机理的损伤力学模型分析

4．7．1 损伤变量的建立

4．7．2 基本方程

4．7．3 考虑损伤的煤层冲击失稳的扰动区长度和巷道两侧的应力分布

4．7．4 考虑煤层损伤的临界荷载和临界深度

4．7．5 有损伤冲击失稳模型和无损伤冲击失稳模型的比较

4．8 煤层冲击失稳的结构失稳实验研究

4．8．1 煤岩组合体结构失稳实验设计

4．8．2 煤岩组合体结构失稳特征分析

第5章 冲击倾向性煤体的细观结构特征

5．1 冲击倾向性煤体的细观结构特征的X射线衍射分析

5．1．1 样品采集及实验设备

5．1．2 实验结果和讨论

5．2 煤体显微组分对冲击倾向性影响分析

5．2．1 实验方法及数据

5．2．2 冲击倾向性与煤体微观组分含量的关系

5．2．3 煤体冲击倾向性与显微组分结构及分布的关系

5．3 煤体细观结构对冲击倾向性影响的SEM分析

5．3．1 不同冲击倾向性煤体表面微观形貌特征分析

5．3．2 冲击倾向性煤体内微裂隙特征及冲击能量对煤体中微结构的影响

5．4 所研究煤层的冲击倾向性测定

5．4．1 赵各庄矿煤岩体力学参数实验

5．4．2 冲击倾向性实验方法

第6章 冲击倾向性煤体内裂纹非稳定扩展宏细观实验研究

6．1 冲击倾向性煤层煤样三点弯曲冲击加载动态断裂实验

6．1．1 试样规格及制备

6．1．2 实验设备及实验方法

6．1．3 煤样三点弯曲冲击断裂实验结果分析

6．2 煤样中波速的测量

6．3 冲击倾向性煤层煤样准静态三点弯曲细观破坏实验

6．3．1 实验样品及设备

6．3．2 实验结果及分析

6．4 冲击倾向性煤层煤样准静态三点弯曲宏观破坏实验

6．4．1 采样和试件制备

6．4．2 实验设备及方法

6．4．3 实验结果及分析

6．5 冲击倾向性煤体不同加载条件断裂断口形貌分析

6．6 断口分形维数分析

6．6．1 扫描仪器及其方法

6．6．2 基于改进立方体覆盖法的计算结果

6．7 煤岩冲击失稳机理的断裂动力学分析

第7章 基于能量释放的煤、岩体失稳前兆信息研究

7．1 实验样品、设备及方法

7．1．1 样品规格及实验设备

7．1．2 实验系统及实验方法

7．1．3 实验数据处理方式

7．2 冲击倾向性煤体冲击失稳破坏前兆信息的实验研究

7．2．1 冲击倾向性煤层煤样单向受压破坏过程及前兆信息监测实验

7．2．2 冲击倾向性煤层煤样循环加载破坏过程及前兆现象监测实验

7．3 煤、岩组合体失稳破坏特征及前兆信息研究

7．3．1 “砂岩-煤”组合体冲击失稳破坏特征及前兆信息研究

7．3．2 “砂岩-煤泥岩”组合体冲击失稳破坏特征及前兆信息研究

7．3．3 组合体接触面性质分析

7．3．4 组合体受压破坏特征及前兆信息总结分析

7．4 煤岩组合体冲击失稳判据分析

第8章 深部煤岩冲击失稳主要影响因素数值模拟分析

8．1 不同地质条件下采场应力场及能量场分布规律

8．1．1 采场模型建立及计算方法

8．1．2 计算结果及分析

8．2 基于FLAC3D模拟的围岩能量积聚特征与突出危险性能量判据

8．2．1 几何建模

8．2．2 深部开采条件下采动应力诱发突出灾害模拟

8．2．3 采动诱发煤体突出（位移）特征分析

8．2．4 冲击倾向性的能量密度判据

8．3 地质因素诱发煤层巷道失稳的数值模拟

8．3．1 数值建模

8．3．2 模拟方法及结果分析

8．4 震动诱发煤层巷道失稳及合理支护方式选取的数值模拟分析

8．4．1 不同架型的U型钢支架动力性能的动力分析

8．4．2 柔性支护抗冲击失稳效果数值模拟分析

8．4．3 数值模拟及结果分析

第9章 煤岩冲击失稳现象的现场实例调查

9．1 开滦赵各庄矿煤岩冲击失稳现场调查

9．1．1 赵各庄矿煤岩冲击失稳事故及生产地质条件

9．1．2 赵各庄矿煤岩冲击失稳诱发因素分析

9．2 开滦唐山矿煤岩冲击失稳现场调查

9．2．1 唐山矿煤岩冲击失稳事故及生产地质条件

9．2．2 唐山矿煤岩冲击失稳诱发因素分析

9．3 抚顺老虎台矿煤岩冲击失稳现场调查

9．3．1 老虎台矿煤岩冲击失稳事故及生产地质条件

9．3．2 老虎台矿冲击失稳事故及原因分析

9．3．3 老虎台矿煤岩冲击失稳诱发因素

9．4 忻州窑矿煤岩冲击失稳现场调查

9．4．1 忻州窑矿的地质条件与灾害概述

9．4．2 忻州窑矿煤岩体冲击失稳诱发因素分析

第10章 煤岩冲击失稳的多参量预警技术与综合防治

10．1 煤岩冲击失稳发生的诱发条件及防治对策

10．1．1 煤岩冲击失稳发生的诱发条件及预防的基本思路

10．1．2 煤岩冲击失稳发生的预警和防治对策

10．2 以复合型能量转化为中心的煤岩冲击失稳控制理论

10．2．1 煤岩冲击失稳的能量转化型分类

10．2．2 煤岩冲击失稳发生的能量分析

10．3 煤岩冲击失稳灾害的多参量监测预警技术

10．3．1 现场概况

10．3．2 T2193下工作面概况及生产技术条件

10．3．3 煤岩冲击失稳的多参量预警技术及其应用

10．3．4 T2193T工作面煤岩冲击失稳灾害预警技术总结

10．4 煤岩冲击失稳的综合治理

10．4．1 冲击失稳区域性防范措施

10．4．2 老虎台矿冲击失稳局部解危措施

10．4．3 冲击失稳防护措施

参考文献

《煤岩冲击失稳的机理和实验研究》结合实际工程案例，分析了煤岩冲击失稳的诱发因素、破坏特征及失稳类型。全书共10章，内容包括绪论，煤岩冲击失稳灾害分布、发生特征及诱因分析，煤岩冲击失稳机理的非平衡热力学分析，煤岩冲击失稳孕育、产生模型分析及实验，冲击倾向性煤体的细观结构特征，冲击倾向性煤体内裂纹非稳定扩展宏细观实验研究，基于能量释放的煤、岩体失稳前兆信息研究，深部煤岩冲击失稳主要影响因素数值模拟分析，煤岩冲击失稳现象的现场实例调查，煤岩冲击失稳的多参量预警技术与综合防治。《煤岩冲击失稳的机理和实验研究》可供矿业工程、力学、岩土工程、铁路交通、水利建设、地质学等专业的师生和工程技术人员参考和使用。