矿井深部煤层底板突水的岩体结构控制机理研究/中国中部煤田地质研究系列专著
出版时间:
2021-05
版次:
1
ISBN:
9787562549802
定价:
88.00
装帧:
平装
开本:
16开
页数:
196页
-
本书以淮北矿区为研究对象，在矿井深部不同底板岩体结构条件下，对工作面回采过程中底板采动效应进行研究，从岩体结构方面揭示了矿井深部底板突水机理。本书从矿区水文工程地质特征入手，对矿区山西组下部煤层底板岩层的沉积特征、底板岩体结构特征及底板太原组灰岩岩溶含水层富水性特征进行了系统分析与研究。在此基础之上，本书建立了两大类、6个亚类不同底板岩体结构特征的地质模型，采用数值模拟方法对6个亚类不同结构底板采动效应进行了研究，并采用相似材料模拟试验法对含切割煤层断层结构底板采动效应进行了研究。最后，本书结合工作面底板注浆加固改造工程，综合运用理论分析、数值模拟、实验室试验及现场实测等技术手段，对注浆前后工作面底板采动效应差异进行了系统的分析。 第一章 绪论
第一节 选题背景及研究意义
第二节 国内外研究现状
一、深部开采研究进展
二、岩体结构研究进展
三、底板采动效应模拟研究进展
四、底板突水机理及预测预报研究进展
第三节 主要研究内容与技术方法
一、研究内容
二、技术路线与工作量
三、主要成果
第二章 淮北矿区水文工程地质特征及底板岩体结构类型
第一节 矿区地质概况
一、矿区地层组成
二、区域大地构造背景
三、矿区地质构造背景
四、矿区水文地质特征及深部下组煤开采突水危险性分析
第二节 下组煤底板岩层沉积组合特征
一、矿区底板类型划分
二、下组煤底板岩层沉积组合特征研究
第三节 下组煤开采底板突水案例分析
一、下组煤开采底板突水典型案例
二、底板突水的岩体结构类型
第四节 下组煤底板岩体结构类型划分
第五节 本章 小结
第三章 深部完整层状结构底板流固耦合采动效应研究
第一节 数值模拟软件简介
一、流固耦合理论分析
二、岩体应力-渗流耦合有限差分计算原理
三、流固耦合数值解法
第二节 边界条件及计算参数的选取
一、模型边界条件及屈服准则
二、计算参数的选取
第三节 矿井深部完整结构底板采动效应分析
一、矿井深部开采底板采动效应特征
二、底板岩层组合结构对采动效应的影响
第四节 本章 小结
第四章 深部非完整结构底板流固耦合采动效应研究
第一节 含断裂结构底板流固耦合条件下采动效应研究
一、含裂隙底板采动效应研究
二、底板含切穿煤层断层采动效应研究
第二节 含陷落柱构造煤层底板采动效应研究
一、陷落柱基本地质特征
二、陷落柱突水基本特征
三、陷落柱突水机理研究
四、含陷落柱底板流固耦合条件下采动效应研究
第三节 本章 小结
第五章 含断裂构造岩体采动效应研究
第一节 概 述
第二节 F1断层采动效应相似材料模型试验
一、相似模型的设计及制作
二、开采试验及结果分析
第三节 F1断层采动效应数值模拟
一、模型的建立
二、计算方案
三、计算结果分析
第四节 本章 小结
第六章 基于岩体结构效应的底板注浆加固与含水层改造工程应用
第一节 概述
第二节 矿井地质与水文地质概况
第三节 煤层底板加固与灰岩含水层改造注浆工程
一、简述
二、地面注浆站应用概况
三、底板注浆改造机理
四、恒源煤矿注浆工程
五、工作面概况及钻探工程
第四节 工作面注浆前后煤层底板岩体结构特征分析
一、工作面注浆前后底板岩石力学性质试验研究
二、工作面注浆前后底板波速测试
三、工作面注浆前后底板岩体强度变化
四、工作面注浆前后底板隔水层厚度分析
第五节 工作面底板采动效应孔间电阻率CT法探测与分析
一、探测原理
二、钻孔设计与施工
三、孔间电阻率CT法监测成果
四、探测结果分析与评价
第六节 Ⅱ615工作面底板注浆加固改造前后采动效应数值模拟研究
一、模型的建立
二、模拟参数的选取
三、底板采动效应数值模拟结果分析
四、模拟结果评价
第七节 应用效果与效益评价
第八节 本章 小结
第七章 结论
主要参考文献
-
内容简介:
本书以淮北矿区为研究对象，在矿井深部不同底板岩体结构条件下，对工作面回采过程中底板采动效应进行研究，从岩体结构方面揭示了矿井深部底板突水机理。本书从矿区水文工程地质特征入手，对矿区山西组下部煤层底板岩层的沉积特征、底板岩体结构特征及底板太原组灰岩岩溶含水层富水性特征进行了系统分析与研究。在此基础之上，本书建立了两大类、6个亚类不同底板岩体结构特征的地质模型，采用数值模拟方法对6个亚类不同结构底板采动效应进行了研究，并采用相似材料模拟试验法对含切割煤层断层结构底板采动效应进行了研究。最后，本书结合工作面底板注浆加固改造工程，综合运用理论分析、数值模拟、实验室试验及现场实测等技术手段，对注浆前后工作面底板采动效应差异进行了系统的分析。
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目录:
第一章 绪论
第一节 选题背景及研究意义
第二节 国内外研究现状
一、深部开采研究进展
二、岩体结构研究进展
三、底板采动效应模拟研究进展
四、底板突水机理及预测预报研究进展
第三节 主要研究内容与技术方法
一、研究内容
二、技术路线与工作量
三、主要成果
第二章 淮北矿区水文工程地质特征及底板岩体结构类型
第一节 矿区地质概况
一、矿区地层组成
二、区域大地构造背景
三、矿区地质构造背景
四、矿区水文地质特征及深部下组煤开采突水危险性分析
第二节 下组煤底板岩层沉积组合特征
一、矿区底板类型划分
二、下组煤底板岩层沉积组合特征研究
第三节 下组煤开采底板突水案例分析
一、下组煤开采底板突水典型案例
二、底板突水的岩体结构类型
第四节 下组煤底板岩体结构类型划分
第五节 本章 小结
第三章 深部完整层状结构底板流固耦合采动效应研究
第一节 数值模拟软件简介
一、流固耦合理论分析
二、岩体应力-渗流耦合有限差分计算原理
三、流固耦合数值解法
第二节 边界条件及计算参数的选取
一、模型边界条件及屈服准则
二、计算参数的选取
第三节 矿井深部完整结构底板采动效应分析
一、矿井深部开采底板采动效应特征
二、底板岩层组合结构对采动效应的影响
第四节 本章 小结
第四章 深部非完整结构底板流固耦合采动效应研究
第一节 含断裂结构底板流固耦合条件下采动效应研究
一、含裂隙底板采动效应研究
二、底板含切穿煤层断层采动效应研究
第二节 含陷落柱构造煤层底板采动效应研究
一、陷落柱基本地质特征
二、陷落柱突水基本特征
三、陷落柱突水机理研究
四、含陷落柱底板流固耦合条件下采动效应研究
第三节 本章 小结
第五章 含断裂构造岩体采动效应研究
第一节 概 述
第二节 F1断层采动效应相似材料模型试验
一、相似模型的设计及制作
二、开采试验及结果分析
第三节 F1断层采动效应数值模拟
一、模型的建立
二、计算方案
三、计算结果分析
第四节 本章 小结
第六章 基于岩体结构效应的底板注浆加固与含水层改造工程应用
第一节 概述
第二节 矿井地质与水文地质概况
第三节 煤层底板加固与灰岩含水层改造注浆工程
一、简述
二、地面注浆站应用概况
三、底板注浆改造机理
四、恒源煤矿注浆工程
五、工作面概况及钻探工程
第四节 工作面注浆前后煤层底板岩体结构特征分析
一、工作面注浆前后底板岩石力学性质试验研究
二、工作面注浆前后底板波速测试
三、工作面注浆前后底板岩体强度变化
四、工作面注浆前后底板隔水层厚度分析
第五节 工作面底板采动效应孔间电阻率CT法探测与分析
一、探测原理
二、钻孔设计与施工
三、孔间电阻率CT法监测成果
四、探测结果分析与评价
第六节 Ⅱ615工作面底板注浆加固改造前后采动效应数值模拟研究
一、模型的建立
二、模拟参数的选取
三、底板采动效应数值模拟结果分析
四、模拟结果评价
第七节 应用效果与效益评价
第八节 本章 小结
第七章 结论
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