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煤炭高強度開採上覆岩層變形破壞及其滲透性評價研究/城鄉建設發展系列

  • 作者：師修昌|責編:葉親忠
  • 出版社：中國經濟
  • ISBN：9787513673549
  • 出版日期：2023/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：263
人民幣：RMB 88 元      售價：元
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內容大鋼
    本書針對西部煤炭高強度開採下頂板垮落和地下水滲漏等地質災害與水資源流失等環境損傷問題，以神東礦區大柳塔煤礦為依托，運用煤礦工程地質學、岩石（體）力學、岩體水力學及採礦工程等理論，採用實驗研究、理論分析、物理模擬試驗和數值模擬計算等方法開展了煤炭高強度開採上覆岩層變形破壞及其滲透性評價研究，揭示了不同岩性岩石全應力-應變-滲透性規律，並建立了岩體滲透係數與應力應變之間的三維關係和模型。研究了煤炭開採上覆岩層破斷及裂隙演化規律和超大工作面應力-位移變化規律及其控制機理，分析了不同煤柱錯距的覆岩裂隙場演化規律，揭示了隔離煤柱對覆岩運移和裂隙發育的控製作用。基於滲透係數與應力應變之間的三維關係，闡明了煤炭開採頂底板岩層滲透係數場分佈及其控制因素。基於採空區冒裂帶岩體孔隙率及滲透性分佈特徵，建立了煤炭開採上覆岩層滲透性評價理論與方法，揭示了煤炭開採上覆岩層滲透性分區、分帶特徵，對研究區煤炭開採上覆岩層滲透性進行了評價，為煤礦安全開採和地下水資源保護提供了理論依據。
    本書具有較強的理論性和實用性，可供煤田地質、工程地質、水文地質、採礦工程及礦井地質災害等專業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與使用。
作者介紹
師修昌|責編:葉親忠
    師修昌，男，1989年生，河南省太康縣人，2016年博士畢業於中國礦業大學（北京）地質工程專業。現為河南財經政法大學工程管理與房地產學院講師，主要從事礦山水害防治與水資源保護、岩土工程風險評估與管理等方面的教學與科研工作。在Engineering Geology、Environmental Earth Sciences、煤炭學報、採礦與安全工程學報等國內外重要期刊上發表學術論文20余篇，其中以第一/通訊作者發表SCI、EI論文6篇。曾獲陝西省科技進步二等獎2項，授權發明專利2項。近年來，主持河南省科技攻關計劃項目2項、河南省高等學校重點科研項目1項。
目錄
1  緒論
  1.1  研究背景及意義
  1.2  國內外研究現狀
    1.2.1  采動覆岩變形破壞規律研究
    1.2.2  岩石（體）滲透性及其與應力-應變耦合關係研究
    1.2.3  采動岩體滲透性變化規律研究
    1.2.4  採空區孔隙率分佈特徵研究
  1.3  本書的研究內容和方法
    1.3.1  主要研究內容
    1.3.2  主要研究方法及技術路線
  1.4  本書的創新性
2  神東礦區煤炭開採地質條件
  2.1  研究區概況
    2.1.1  地理地貌
    2.1.2  氣候
    2.1.3  煤炭生產現狀
  2.2  煤岩層地質特徵
    2.2.1  沉積地層特徵
    2.2.2  煤層賦存特徵
    2.2.3  煤層上覆岩層岩性分佈規律
  2.3  煤層上覆岩體類型及其岩石力學性質
    2.3.1  煤層上覆岩體類型
    2.3.2  煤層上覆岩石物理力學性質
  2.4  礦區水文地質條件
    2.4.1  新生界鬆散層孔隙潛水
    2.4.2  中生界碎屑岩類裂隙潛水及承壓水
    2.4.3  燒變岩孔洞裂隙潛水
  2.5  煤炭高強度開採技術
  2.6  本章小結
3  煤層上覆岩石滲透性與其應力-應變耦合關係研究
  3.1  概述
  3.2  岩石全應力應變滲透性試驗研究
    3.2.1  試驗原理
    3.2.2  試樣及試樣過程
    3.2.3  試驗結果及分析
  3.3  岩體滲透係數與應力-應變的耦合模型
    3.3.1  完整岩石基質滲透係數-應力耦合關係
    3.3.2  裂隙岩體滲透特徵
    3.3.3  裂隙岩體滲透係數與應力應變的三維關係
  3.4  本章小結
4  多煤層開採覆岩變形破壞規律物理模擬試驗研究
  4.1  概述
  4.2  相似材料模擬試驗設計
    4.2.1  研究目的
    4.2.2  工程地質模型
    4.2.3  相似常數確定
    4.2.4  相似模型材料及製作程序
  4.3  采動覆岩變形破壞過程分析
    4.3.1  頂板岩體破斷與運動規律
    4.3.2  頂板岩體移動變形規律

    4.3.3  頂板岩體應力變化規律
    4.3.4  采動覆岩裂隙發育及分佈形態
  4.4  上覆採空區下伏煤層開採突水危險性評價
    4.4.1  有效隔水岩層厚度
    4.4.2  上覆採空區突水危險性評價分類
    4.4.3  上覆採空區積水下煤層開採突水危險性評價
  4.5  神東礦區頂板導水裂隙帶高度探測
    4.5.1  大柳塔煤礦52306工作面覆岩導水裂隙帶高度探測
    4.5.2  烏蘭木倫井田導水裂隙帶高度探測
    4.5.3  導水裂隙帶高度計算模型及綜合分析
  4.6  本章小結
5  淺部隔離煤柱對覆岩運移影響的物理模擬試驗研究
  5.1  概述
  5.2  砂岩為主型覆岩采動破壞相似材料模擬試驗
    5.2.1  試驗設計
    5.2.2  沿傾向開採覆岩破斷規律
    5.2.3  沿傾向開採覆岩裂隙場演化規律
    5.2.4  沿傾向開採上覆岩層移動規律
    5.2.5  隔離煤柱應力變化及穩定性評價
  5.3  砂-泥岩互層型覆岩采動破壞相似材料模擬試驗
    5.3.1  試驗設計
    5.3.2  沿傾向開採覆岩破斷規律
    5.3.3  沿傾向開採覆岩裂隙場演化規律
    5.3.4  沿傾向開採上覆岩層移動規律
    5.3.5  隔離煤柱應力變化及穩定性評價
  5.4  隔離煤柱合理留設
    5.4.1  區段煤柱合理留設寬度理論計算
    5.4.2  上下煤柱合理錯距
  5.5  本章小結
6  煤炭開採覆岩應力應變及破壞數值模擬分析
  6.1  概述
  6.2  FLAC3D程序簡介
  6.3  超大工作面開採覆岩應力應變及破壞模擬分析
    6.3.1  數值計算模型建立
    6.3.2  模擬計算結果分析
    6.3.3  超大工作面開採頂底板變形破壞控制因素
  6.4  本章小結
7  煤炭開採工作面圍岩滲透性分佈規律研究
  7.1  概述
  7.2  采動圍岩滲透性分佈的數值模擬分析
    7.2.1  數值計算模型建立
    7.2.2  采動圍岩應力-滲透性耦合研究
    7.2.3  采動圍岩應變-滲透性耦合研究
    7.2.4  對比分析
    7.2.5  控制因素
  7.3  煤炭開採中頂底板岩層滲透性動態變化
  7.4  採空區滲透性恢復與地表下沉值的關係
  7.5  本章小結
8  煤炭開採上覆岩層滲透性評價及應用
  8.1  概述

  8.2  煤炭開採上覆岩層滲透性評價理論與方法
    8.2.1  採空區冒裂帶岩體滲透性分佈規律
    8.2.2  採空區平均孔隙率和滲透係數計算方法
    8.2.3  煤炭開採上覆岩層滲透性分區分帶特徵
  8.3  煤炭開採上覆岩層滲透性控制機理
  8.4  大柳塔井田煤炭開採上覆岩層滲透性評價
    8.4.1  採空區垮落岩體滲透性橫向分佈
    8.4.2  採空區冒裂帶岩體滲透性縱向分佈
    8.4.3  採空區孔隙率現場實測驗證
    8.4.4  煤礦採空區儲水量計算
  8.5  本章小結
9  結論與展望
  9.1  結論
  9.2  展望
參考文獻
重要術語索引表

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