硬巖礦山采空區(qū)損傷失穩(wěn)機制與穩(wěn)定性控制技術

1 概述
1．1 采空區(qū)穩(wěn)定性研究的重要意義
1．2 金屬礦山采空區(qū)研究現(xiàn)狀
1．2．1 采空區(qū)穩(wěn)定性分析與研究
1．2．2 深部硬巖礦山采空區(qū)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1．2．3 采空區(qū)失穩(wěn)機制及模式研究現(xiàn)狀
1．2．4 深部硬巖卸荷力學特性及本構模型研究現(xiàn)狀
1．2．5 采空區(qū)穩(wěn)定性控制及處理技術
1．3 采空區(qū)失穩(wěn)機制與穩(wěn)定性控制研究面臨的主要問題
1．3．1 采空區(qū)形態(tài)復雜程度定量表征及其與穩(wěn)定性的相關性
1．3．2 單一采空區(qū)穩(wěn)定性敏感特征與多采空區(qū)耦合結構效應
1．3．3 高應力復雜路徑下巖石力學性質(zhì)
1．3．4 深部礦山嗣后充填法采空區(qū)失穩(wěn)機制及穩(wěn)定性特征
1．3．5 采空區(qū)失穩(wěn)災變模式與控制技術
2 金屬礦山采空區(qū)形成及特征
2．1 采空區(qū)概念及基本特征
2．2 采空區(qū)分類及特性
2．2．1 根據(jù)不同的開采方法分類
2．2．2 根據(jù)采空區(qū)存在時間分類
2．2．3 根據(jù)采空區(qū)空間形態(tài)分類
2．2．4 根據(jù)采空區(qū)規(guī)模大小分類
3 高應力復雜條件下巖石損傷演化規(guī)律及數(shù)學模型
3．1 引言
3．2 試驗設備及試驗應力路徑
3．2．1 實驗設備
3．2．2 試驗方案
3．3 巖石常規(guī)三軸加載試驗力學響應
3．3．1 應力應變規(guī)律分析
3．3．2 圍巖強度分析
3．3．3 巖石變形規(guī)律分析
3．3．4 巖石破裂特征分析
3．4 軸向壓力恒定的勻速卸載圍壓試驗
3．5 軸向壓力增加的勻速卸載圍壓試驗
3．6 不同應力路徑下的巖石力學響應特征對比
3．6．1 不同應力路徑下的巖石強度特性
3．6．2 不同應力路徑下的巖石破裂特征
3．6．3 聲發(fā)射計數(shù)率變化規(guī)律
3．6．4 聲發(fā)射能量特征變化規(guī)律
3．7 復雜應力路徑下巖石損傷演化規(guī)律
3．7．1 高應力復雜條件下巖石損傷能量耗散分析
3．7．2 常規(guī)三軸加載
3．7．3 軸壓恒定的卸圍壓應力路徑
3．8 基于最小耗能原理的損傷演化分析
3．9 本章小結
4 采空區(qū)空間形態(tài)分形特性及邊界模擬預測
4．1 引言
4．2 計盒維數(shù)與礦體分形特性
4．2．1 計盒維數(shù)
4．2．2 礦體分形特性
4．3 采空區(qū)三維精細模型及空間信息的獲取
4．3．1 金屬礦山采空區(qū)基本特征
4．3．2 采空區(qū)三維精細模型及信息獲取
4．4 采空區(qū)分形特征研究
4．4．1 采空區(qū)邊界線一維分形特性
4．4．2 采空區(qū)平面區(qū)域二維分形特性
4．4．3 采空區(qū)頂板三維分形特性
4．4．4 采空區(qū)分維值的物理意義
4．5 基于分形插值理論的采空區(qū)邊界模擬與預測
4．5．1 分形插值基本理論
4．5．2 工程實際應用
4．6 本章小結
5 金屬礦山采空區(qū)穩(wěn)定性敏感特征分析
5．1 引言
5．2 金屬礦山采空區(qū)穩(wěn)定性影響因素分析
5．2．1 采空區(qū)結構因素
5．2．2 采空區(qū)賦存環(huán)境
5．3 單一采空區(qū)穩(wěn)定性敏感分析
5．3．1 單一采空區(qū)穩(wěn)定特征的結構效應
5．3．2 采空區(qū)分維值與采空區(qū)穩(wěn)定性關系
5．3．3 賦存環(huán)境對單一采空區(qū)穩(wěn)定性的影響規(guī)律
5．4 多采空區(qū)耦合結構作用效應
5．4．1 相似材料試驗研究
5．4．2 多采空區(qū)耦合效應的數(shù)值模擬分析
5．5 結構面對采空區(qū)穩(wěn)定性的影響
5．5．1 單組結構面對采空區(qū)穩(wěn)定性的影響
5．5．2 可產(chǎn)生滑塌錐的結構面對采空區(qū)的影響
5．6 本章小結
6 不同空間形態(tài)采空區(qū)圍巖擾動規(guī)律與頂板力學模型
6．1 引言
6．2 立方型采空區(qū)形成過程圍巖擾動規(guī)律
6．2．1 工程背景
6．2．2 圍巖擾動規(guī)律現(xiàn)場監(jiān)測布置
6．2．3 圍巖擾動規(guī)律及穩(wěn)定特征分析
6．3 狹長型采空區(qū)形成過程圍巖擾動規(guī)律
6．3．1 工程背景
6．3．2 圍巖擾動規(guī)律現(xiàn)場監(jiān)測及分析
6．3．3 基于精細探測的采空區(qū)圍巖穩(wěn)定狀態(tài)分析
6．4 不同類型采空區(qū)頂板力學模型構建
6．4．1 基于彈性厚板理論的立方型采空區(qū)項板穩(wěn)定研究
6．4．2 基于彈塑性理論的狹長型采空區(qū)頇板穩(wěn)定研究
6．5 本章小結
7 滲流-應力場耦合下采空區(qū)穩(wěn)定性研究
7．1 經(jīng)典節(jié)理滲流模型簡介
7．1．1 單一裂隙滲流模型
7．1．2 粗糙節(jié)理水力學模型
7．1．3 單裂隙滲流與應力耦合
7．1．4 裂隙網(wǎng)絡滲流模型
7．2 數(shù)值模擬與結果分析
7．2．1 節(jié)理剪切本構模型的選擇
7．2．2 模型的建立與參數(shù)選擇
7．2．3 數(shù)值模擬分析
7．3 本章小結
8 深部嗣后充填法采場采空區(qū)圍巖卸荷失穩(wěn)機制
8．1 引言
8．2 開采卸荷數(shù)值模擬仿真原理
8．2．1 采空區(qū)形成過程圍巖應力狀態(tài)
8．2．2 采空區(qū)巖體卸荷荷載算法及步驟
8．3 采空區(qū)形成過程中圍巖能量釋放規(guī)律
8．4 基于尖點突變理論的采空區(qū)失穩(wěn)局部能量突變判別準則
8．4．1 采空區(qū)系統(tǒng)失穩(wěn)的能量失穩(wěn)準則基礎
8．4．2 巖石單元局部能量突變準則
8．5 工程背景概述
8．5．1 工程地質(zhì)條件
8．5．2 圍巖物理力學特征
8．5．3 深部地應力實測及分析
8．5．4 模擬開采方案
8．6 嗣后充填法采場采空區(qū)卸荷數(shù)值模型構建及實現(xiàn)
8．6．1 數(shù)值分析模型構建
8．6．2 邊界條件
8．6．3 物理力學參數(shù)
8．6．4 開采卸荷擾動區(qū)確定原則
8．6．5 卸荷數(shù)值計算過程的實現(xiàn)
8．6．6 能量釋放指標的數(shù)值解算及可視化實現(xiàn)
8．6．7 深部采空區(qū)圍巖穩(wěn)定狀態(tài)分析指標
8．7 分段空場嗣后充填法圍巖卸荷失穩(wěn)機制
8．7．1 采空區(qū)圍巖應力場演化規(guī)律分析
8．7．2 采空區(qū)圍巖位移場演化規(guī)律分析
8．7．3 采空區(qū)圍巖塑性區(qū)擴展規(guī)律分析
8．7．4 采空區(qū)圍巖能量演化規(guī)律分析
8．7．5 基于局部彈性釋放能突變的穩(wěn)定性判別
8．8 本章小結
9 基于能量鏈式效應機理的采空區(qū)穩(wěn)定性控制技術
9．1 引言
9．2 采空區(qū)失穩(wěn)災變鏈式特性
9．2．1 采空區(qū)系統(tǒng)基本特點
9．2．2 采空區(qū)失穩(wěn)災變鏈式特征
9．2．3 采空區(qū)失穩(wěn)災變鏈演化過程與規(guī)律
9．3 采空區(qū)失穩(wěn)災變能量鏈式效應機理
9．3．1 采空區(qū)周圍巖體能量分析
9．3．2 圍巖能量鏈式效應耗散結構理論分析
9．3．3 采空區(qū)能量鏈式演化規(guī)律
9．4 能量鏈式演化數(shù)學模型
9．4．1 能量鏈式關系結構分析
9．4．2 能量鏈式效應演化的數(shù)學模型
9．4．3 采空區(qū)失穩(wěn)災變能量鏈式啟動判據(jù)
9．5 基于能量鏈式效應的采空區(qū)穩(wěn)定性控制
9．5．1 采空區(qū)失穩(wěn)災變能量鏈斷鏈控制機制
9．5．2 采空區(qū)失穩(wěn)災變能量鏈斷鏈措施
9．6 深部采空區(qū)穩(wěn)定性控制工程實例
9．6．1 大尹格莊金礦概述
9．6．2 礦區(qū)工程地質(zhì)與開采技術條件
9．6．3 開采現(xiàn)狀概述與調(diào)查
9．6．4 采空區(qū)穩(wěn)定性控制技術
9．7 本章小結
10 金屬礦山采空區(qū)穩(wěn)定性分析工程實例
10．1 空場法房柱式采空區(qū)穩(wěn)定性分析
10．1．1 工程背景
10．1．2 石人溝鐵礦采空區(qū)CMS三維激光掃描及分析
10．1．3 基于CMS實測的采空區(qū)穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析
10．1．4 采空區(qū)穩(wěn)定性分析模糊綜合評判
10．2 充填法狹長型采空區(qū)穩(wěn)定性分析
10．2．1 工程背景
10．2．2 果洛龍洼金礦采空區(qū)CMS三維激光探測及分析
10．2．3 基于CMS實測的采空區(qū)穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析
10．2．4 基于現(xiàn)場調(diào)查及Mathews穩(wěn)定性圖法采空區(qū)最大跨度計算
10．3 崩落法隱覆型采空區(qū)穩(wěn)定性分析
10．3．1 工程背景
10．3．2 巖石力學參數(shù)和地應力場
10．3．3 邊界條件和初始平衡
10．3．4 模擬分析方案
10．3．5 計算結果分析
參考文獻