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深部复合型破坏高应力软岩巷道支护技术


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深部复合型破坏高应力软岩巷道支护技术
  • 书号：9787030486233
    作者：马春德,李夕兵
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：
    字数：300
    语种：zh-Hans
  • 出版社：
    出版时间：
  • 所属分类：
  • 定价： ￥98.00元
    售价： ￥77.42元
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针对地下资源深部开采过程中深井软岩巷道易发生剪胀、流变、遇水膨胀等多因素复合型破坏，巷道整体失稳，难以长期有效支护的问题，本书以贵州开阳磷矿深部软岩巷道为研究对象，通过实验室和现场测试的方式研究其在多因素耦合作用下的时间效应 (大变形流变)、 构造效应 (倾斜状层理) 以及水理弱化效应 (含遇水膨胀矿物成分)，并结合数值模拟分析等手段， 揭示在多种因素耦合作用下该类巷道独特的地压与变形活动规律、 围岩体松动圈的时空演化规律以及整体失稳破坏的力学机制机理，为科学合理支护设计提供可靠理论依据。在此基础上，通过研发一种既具有大变形能力又具有强支护能力，同时可精确控制最大允许变形量的新型协调变形吸能锚杆支护元件，设计出适用于此类巷道支护的新型高效一次耦合支护技术措施与方法。最后通过大规模的现场工业试验和巷道稳定性长期动态监测进行支护方案的效果验证和参数优化， 最终形成适用于深井软岩巷道支护的完善体系与经济、 高效的技术方法，为高应力与复杂环境下深部软岩矿山的安全、高效开采提供可靠的技术保障。
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    《博士后文库》序言
    前言
    第1章 绪论 1
    1.1引言 1
    1.2国内外研究现状 2
    1.2.1软岩的定义及分类 3
    1.2.2软岩巷道的主要特征 5
    1.2.3软岩巷道支护理论与支护技术国内外研究现状 6
    1.3开阳磷矿深部井巷支护存在的问题 10
    1.4本书主要研究内容 11
    第2章 深部软岩巷道破坏情况现场调查与分析 14
    2.1地质条件与巷道破坏现场调查 14
    2.1.1开阳磷矿基本情况概述 14
    2.1.2软岩巷道破坏情况现场调查 14
    2.1.3深部矿区软岩巷道变形破坏特征 18
    2.2所研区域巷道变形破坏的主客观因素 19
    2.2.1客观因素 19
    2.2.2主观因素 20
    2.3所研区域深部巷道底鼓的原因和机理分析 21
    2.4本章小结 22
    第3章 深部矿区原岩应力场分布规律的测试研究 24
    3.1地应力测量对深部矿山安全高效开采的重要意义 25
    3.2地应力理论及发展概述 26
    3.2.1地应力理论的发展历史 26
    3.2.2影响地应力的主要因素和测量基本原则 28
    3.2.3世界各国地应力测量的研究进展 30
    3.2.4地应力测量在矿山工程中的主要应用 35
    3.3地应力测量方法的选择和确定 36
    3.3.1地应力测量方法的分类与比较 36
    3.3.2测量方法的初步确定 40
    3.3.3孔壁应变解除法的基本原理 41
    3.3.4开阳磷矿地应力测量存在的问题 43
    3.3.5对地应力测量设备的技术改造 44
    3.3.6自制LUT三轴应变计探头 48
    3.4矿区原岩应力的现场测试 51
    3.4.1地应力测点的选择确定 51
    3.4.2原岩应力现场测量过程及步骤 53
    3.4.3岩心筒弹性参数测定与计算 57
    3.5三维地应力测量结果与分析 58
    3.5.1专用三维地应力计算程序 58
    3.5.2测点地应力的计算结果 58
    3.5.3矿区主应力的赤平投影图 59
    3.5.4矿区原岩应力场分布规律 60
    3.6本章小结 62
    第4章 典型高应力软岩工程力学属性的测试研究 64
    4.1红页岩的矿物成分及微观结构分析 64
    4.1.1页岩的分类 64
    4.1.2红页岩的微观结构描述 66
    4.2红页岩各向异性力学性质测试研究 68
    4.2.1测试的仪器和设备 68
    4.2.2现场取样及试样制备 69
    4.2.3测试内容与测试过程 69
    4.2.4各向异性红页岩试件的测试结果 72
    4.3红页岩水理力学特性的测试研究 73
    4.3.1红页岩吸水性的测试研究 74
    4.3.2浸水时间（或吸水率）对红页岩强度的影响研究 76
    4.3.3红页岩遇水膨胀性试验研究 79
    4.3.4红页岩遇水耐崩解性测试研究 82
    4.4红页岩蠕变特性的试验研究 84
    4.4.1试验方法的选择 84
    4.4.2试验过程 84
    4.4.3试验结果及分析 86
    4.5红页岩复合型变形力学机制分析 87
    4.6本章小结 88
    第5章 高应力软岩巷道围岩应力与变形的力学分析 90
    5.1马路坪矿深部高应力软岩试验巷道的数值模拟分析 90
    5.1.1数值模拟方法的选择 91
    5.1.2离散元法的基本方程 92
    5.1.3数值模拟计算模型的建立 93
    5.1.4巷道开挖后围岩应力与变形分析 95
    5.2新开挖软岩巷道变形规律的现场测试研究 100
    5.2.1巷道断面收敛位移监测方案 101
    5.2.2巷道表面位移监测结果 106
    5.3本章小结 108
    第6章 高应力软岩巷道围岩松动圈分布特性的测试研究 110
    6.1巷道围岩松动圈的概念 110
    6.2基于围岩松动圈支护理论的软岩巷道支护分析 110
    6.2.1巷道支护载荷分析 111
    6.2.2限制剪胀变形对控制围岩松动圈的作用分析 111
    6.2.3巷道支护对象分析 112
    6.3巷道围岩松动圈分布特性的测试研究 114
    6.3.1围岩松动圈测定对巷道支护设计的作用 114
    6.3.2围岩松动圈测试的仪器设备 114
    6.3.3围岩松动圈的现场测试 116
    6.3.4测试结果及分析 118
    6.4本章小结 122
    第7章 复合型破坏高应力软岩巷道支护技术研究 124
    7.1软岩巷道支护的基本原理 124
    7.1.1软岩巷道深部围岩力学形态变化 124
    7.1.2软岩巷道支护的总体思路 125
    7.2红页岩巷道支护对井下水的治理措施 126
    7.3层状底板挠曲褶皱性底鼓控制措施 128
    7.3.1层状岩体底鼓的控制方法 128
    7.3.2层状岩体底鼓的控制方法有效性研究 129
    7.4高应力软岩巷道围岩控制技术的研究 137
    7.4.1高应力软岩巷道围岩控制的主要原则和途径 138
    7.4.2最佳支护时间和最佳支护时段的确定 140
    7.4.3支护关键部位耦合支护理论 143
    7.5加固帮、角控制围岩变形破坏技术研究 145
    7.5.1加固帮、角对控制围岩变形破坏的作用 145
    7.5.2巷道围岩帮、角加固的方法 145
    7.6高应力大变形岩体的协调变形吸能锚杆的研制 146
    7.6.1理想高应力大变形岩体支护锚杆的设计思路 146
    7.6.2波浪式协调变形吸能锚杆的设计研发 147
    7.6.3锚杆的弯曲吸能段波形参数的确定方法 149
    7.6.4新型锚杆的加工制作 151
    7.6.5波浪式协调变形吸能锚杆的安装过程 151
    7.7本章小结 153
    第8章 工业试验及效果检验 154
    8.1现有支护方式评价 154
    8.2新支护方案的设计 157
    8.2.1新支护方案设计的依据 157
    8.2.2新支护方案的设计 159
    8.3支护参数的选取 160
    8.3.1支护组件在支护体系中的作用 160
    8.3.2锚杆支护参数的确定 161
    8.3.3混凝土喷层参数的选择 163
    8.3.4扩网参数的选择 164
    8.3.5光面爆破参数的选择 164
    8.4支护工业试验 165
    8.4.1工业试验方案布置 165
    8.4.2效果检验 165
    8.4.3支护方案及注意事项 168
    8.5本章小结 170
    第9章 结论与展望 171
    9.1结论 171
    9.2展望 173
    参考文献 174
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