采空区破碎岩体压实和渗流特性研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:255

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出版时间:2009-11

价格:42.00

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isbn号码:9787564602680

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图书标签:

• 采空区
• 破碎岩体
• 压实
• 渗流
• 岩石力学
• 水力学
• 矿业工程
• 地质工程
• 数值模拟
• 稳定性

《深部煤层赋存规律与开采安全》 内容简介 本书系统深入地探讨了深部煤层在构造运动、地质构造以及采掘活动影响下的赋存规律、物理力学特性演化及其对煤矿安全开采带来的复杂影响。全书以煤层地质学、岩体力学、水文地质学和矿山工程技术为基础，结合最新的地球物理勘探技术和数值模拟方法，构建了一个多尺度、多过程耦合的分析框架，旨在为深部煤矿的勘探、规划、设计和安全高效开采提供坚实的理论指导和实用的工程技术支撑。 第一部分：深部煤层地质构造与赋存背景 本书首先对中国乃至全球主要煤炭产区的深部煤层地质背景进行了详尽的梳理。重点分析了深部煤层的形成、演化历史及其所处的构造应力环境。 1.1 深部煤层的地质特征与分布 详细阐述了煤层宏观结构特征，包括煤层厚度变化、煤岩性差异（如富煤、贫煤、瘦煤、气煤等）及其对力学性能的影响。特别关注了受构造运动影响形成的褶皱、断层、陷褶等地质构造，分析了这些构造如何影响煤层的空间分布连续性和力学稳定性。 1.2 煤层围岩的应力场分析 深入研究了深部地层在原始地应力（岩石的自重应力、构造应力）作用下的应力状态。引入了有限元法和解析解法相结合的手段，对不同深度、不同地质构造条件下煤层顶、底板的应力分布模式进行了精细化模拟。讨论了应力集中区域的识别方法及其对采掘工作面的稳定性预测的意义。 1.3 深部水文地质条件 详细考察了深部煤层及其围岩中的水文地质条件，包括含水层的分布、补给来源、水文地质参数的测定方法。重点分析了断层、裂隙带、采空区等导水构造对地下水运移规律的控制作用，评估了突涌水风险，并探讨了相应的防治措施。 第二部分：深部煤层岩体力学响应与稳定性 本部分聚焦于深部煤层在开采扰动下的岩石力学响应规律，这是理解开采安全问题的核心。 2.1 煤岩体的本构关系与强度特性 基于大量室内试验数据，建立了适用于深部高地应力条件的煤岩体本构模型，包括弹塑性模型、损伤力学模型等。分析了孔隙率、含水率、围压和温度对煤岩体强度、变形模量和脆性的影响规律。特别关注了高压下煤岩体“应变软化”和“塑性流动”的临界条件。 2.2 顶板岩层控制与失稳机制 系统分析了深部煤层开采中顶板岩层的力学响应。引入了“应力平衡”、“悬顶形成”、“垮落带发育”等关键概念，解释了顶板岩层在不同开采方法（如长壁采煤、顶煤开采）下的失稳模式。建立了基于能量平衡和结构分析的顶板垮塌前兆识别模型。 2.3 工作面及巷道围岩的支护理论 针对深部高应力、强冲击的开采环境，提出了新型的巷道和工作面支护技术。研究了锚杆、锚索、注浆加固等支护形式的受力机理和优化设计参数。对比分析了不同支护体系在减轻围岩变形、控制地层下沉方面的工程效果。 第三部分：深部开采中的动力灾害预测与防治 深部开采面临的突出风险，如矿山岩爆、地压显现等动力灾害，是本书的重点研究内容之一。 3.1 煤与岩石动力学特性 从微观角度探讨了煤岩体在快速应力加载和卸载条件下的动力响应。通过冲击试验和数值模拟，确定了煤岩体发生动力失稳的临界应力速率和能量释放阈值。 3.2 区域性地压与岩爆灾害预测 建立了基于应力集中系数、岩层强度比和节理裂隙系统密度（RQD）的区域性地压显现预测指标体系。详细阐述了微震监测技术在预警和定位地压事件中的应用方法，并讨论了卸压、预裂等主动控制岩爆风险的工程技术。 3.3 瓦斯赋存与解吸规律 深入研究了深部高地应力对煤层瓦斯赋存状态的影响，包括瓦斯压力分布、吸附等温线变化以及瓦斯解吸速率。探讨了瓦斯压力梯度对采掘工作面瓦斯涌出规律的控制作用，并提出了针对性强的抽采瓦斯工程布局优化方案。 第四部分：深部开采环境下的地层沉降与地表环境影响 本书也关注了开采活动对上覆地层和地表环境的长期影响。 4.1 采空区充填与沉陷控制 分析了采空区岩体在重力作用下的压实和变形过程。对比了不同充填材料（如膏体充填、水砂充填）的力学特性和环境适应性。建立了预测地表沉降的经验模型和理论模型，并对环境敏感区的沉降控制目标进行了量化评估。 4.2 矿山环境与生态修复 讨论了深部开采可能引发的地表裂缝、地面塌陷和水系破坏等环境问题。提出了基于“分区治理、分类施策”的综合性环境修复策略，涵盖了对采空区充填、地表植被恢复和水资源保护的具体技术路径。 总结 《深部煤层赋存规律与开采安全》不仅是理论研究的深度总结，更是工程实践的宝贵经验集成。全书结构严谨，图表丰富，数据翔实，旨在为矿山工程师、地质勘探人员以及从事煤炭资源开发与安全管理的研究人员提供一本具有高参考价值的专业著作。通过对深部复杂地质环境的全面解析，本书致力于推动我国深部煤炭资源的绿色、安全、高效开发迈向新的台阶。

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这本《采空区破碎岩体压实和渗流特性研究》，单从书名来看，便充满了硬核的科学探究意味。我个人虽然不是地质工程领域的从业者，但对那些能够解释我们脚下世界如何运作的科学理论，总有种莫名的吸引力。这本书所聚焦的“采空区”，很容易让人联想到那些曾经被人类开发利用过的地下宝藏，而随之留下来的“破碎岩体”，则暗示着一种自然或人为破坏后的复杂地质环境。在这样的环境中，物理性质的改变，特别是“压实”和“渗流”这两个过程，无疑是影响地下结构稳定性和水文地质行为的关键因素。 我设想，作者可能深入研究了在不同应力条件下，破碎岩体的孔隙结构会如何变化，以及这种变化如何影响其承载能力。而“渗流”部分，则更让我联想到地下水在这些破碎通道中的复杂运动规律。破碎的岩体，可能存在着大量的裂隙和通道，这使得地下水更容易渗透，但也可能导致水流路径的复杂化，甚至形成地下水汇集区。这本书是否会探讨如何预测和控制这种渗流行为？例如，通过加固措施，改变岩体的渗透性，从而有效管理地下水，防止采空区的水患？我对书中可能涉及的试验方法和数据分析方法感到好奇，希望能看到一些具体的案例研究，来印证这些理论的实际应用价值。

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这本书的题目，乍一听，或许会让人觉得有些晦涩难懂，尤其对于非工程领域的读者而言。然而，一旦你稍作了解，就会发现它所研究的领域其实与我们息息相关，甚至关乎到许多我们习以为常的地下设施的安全性。想象一下，那些深埋在地下的隧道、地铁、甚至是大型地下建筑，它们的稳定与否，在很大程度上就取决于作者所研究的“采空区破碎岩体”的特性。采空区，顾名思义，是地下矿产开采后留下的空洞，而破碎岩体则是这些空洞周围因开采活动而变得结构不完整的岩层。 “压实”和“渗流”，这两个词汇，前者暗示了岩体在压力下的形变，后者则指向了地下水的运动。这本书的核心，我猜想，便是要深入探究当岩体变得破碎不堪时，它在承受应力时会如何“压实”，这种压实过程又会如何影响地下水的“渗流”。这种研究的意义非凡。例如，一个不稳定的采空区，其过度的压实可能会导致地表塌陷，威胁到地面上的建筑和居民的安全。而破碎岩体往往意味着更高的渗透性，地下水容易在此聚集或流动，这可能引发地下水位变化，甚至导致突发性涌水，对地下工程的施工和运营构成严峻挑战。我非常好奇作者是如何从理论模型到实际应用，将这两方面复杂的物理过程联系起来进行分析的。

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这本书名《采空区破碎岩体压实和渗流特性研究》，一下子就把我拉到了一个非常具体且具有工程实践意义的研究领域。我虽然不是该领域的专业人士，但常常对那些能够解释地下世界运作规律的科学研究感到着迷。采空区，尤其是那些开采过的、留下了大片空洞的区域，本身就存在着不稳定性。而“破碎岩体”更是增加了这种不稳定性，岩石的天然结构被破坏，裂隙、断层等因素使得岩体的力学行为变得复杂且难以预测。 书中重点关注的“压实”和“渗流”特性，我理解为研究采空区岩体在受到应力作用时，其孔隙和微裂隙如何闭合、变形，以及地下水如何在这些破碎的岩体中流动、扩散。这两种现象往往是相互影响、相互耦合的。例如，岩体在高应力下发生压实，其孔隙度减小，渗透性可能会降低；而地下水的渗透和侧向流动，又可能对岩体的应力状态产生影响，进而影响其压实行为。我非常好奇，这本书是否会提供一些关于这种耦合作用的理论框架，或者通过详细的试验数据来揭示这些过程的内在联系。我特别想知道，书中是否会探讨如何通过对这些特性的研究，来指导实际的工程设计和风险评估，比如如何采取有效的加固措施，或者如何管理地下水，以确保采空区及其周边区域的安全。

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这本书名听起来就十分专业，而且似乎聚焦于一个非常具体且具有挑战性的工程领域——采空区破碎岩体的压实和渗流特性。我个人对地下工程一直抱有浓厚的好奇心，尤其是那些关于地质力学和水文地质学的研究，总觉得它们是构建安全高效地下空间的基石。虽然我不是这方面的专家，但光是想到“采空区”这个词，就联想到那些曾经被开采后遗留下来的巨大空洞，它们无疑会对周边岩体的稳定性产生深远的影响。而“破碎岩体”更是加剧了这种复杂性，破碎的岩石意味着其结构完整性大大降低，容易发生变形和破坏。 这本书的标题恰好点出了两个关键的物理过程：“压实”和“渗流”。压实，我理解为岩体在自身重力或外部应力作用下，孔隙度减小，密度增大的过程。这对于采空区的稳定至关重要，如果岩体不能有效地压实，可能会导致地表沉降，甚至引发区域性的地质灾害。而“渗流”，则关乎地下水的运动。破碎的岩体通常具有更高的渗透性，这使得地下水能够更容易地在其中穿行，也更容易导致采空区内部的充水问题，增加开挖和运营的风险。我很好奇作者是如何量化这些过程的，是否采用了先进的试验手段，比如三轴试验、渗流试验，或者是数值模拟方法？书中是否会给出具体的模型或公式来描述压实和渗流的耦合关系？这些都是我非常期待能够在这本书中找到答案的。

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读到《采空区破碎岩体压实和渗流特性研究》这个书名，我的脑海中立刻浮现出许多关于地下空间开发和安全的画面。采空区，特别是那种大规模、结构复杂的，确实是地下工程领域的一大挑战。而“破碎岩体”更是加剧了这种复杂性，它意味着岩石的完整性被破坏，天然的力学性质和渗透性质都发生了显著变化。这本书所研究的“压实”和“渗流”特性，正是理解这些复杂环境行为的两个关键维度。 “压实”这个概念，在我看来，是关于岩体在承受外力时自身体积和孔隙度发生变化的动态过程。在采空区，破碎的岩体由于缺乏有效的支撑，可能会在自身重力或上方岩体的挤压下发生不同程度的压实，这直接关系到采空区的长期稳定性，以及是否会引发地表沉降。而“渗流”，则与地下水的运动息息相关。破碎的岩体通常具有更高的渗透性，这可能导致地下水在采空区内聚集，形成复杂的地下水系统，甚至可能引发水压问题，对周围结构造成威胁。我特别好奇，书中是如何将这两个过程联系起来进行分析的。例如，岩体的压实程度是否会影响其渗透性？反之，地下水的赋存和流动又是否会影响岩体的压实行为？书中是否会提出一些能够量化这些相互作用的数学模型，或者通过详细的实验来验证这些模型？

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