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内容推荐 本书针对我国典型煤矿深部开采条件,以中西部典型井田为样区,以系统论为指导,秉承煤炭安全绿色开采理念,初步探究了深部绿色开采相关理论问题(如深部界定、安全绿色、绿色开采评价)和深部开采强扰动作用下煤岩体多尺度多因素协同作用机理与过程,揭示了地下水系统结构与失水模式、瓦斯对煤岩体的“蚀损”作用、巷道非对称破坏、采场动力响应等煤炭开采环境损伤与灾害诱发机制,提出了深部高强度开采时低渗透性煤层增渗、巷道围岩非对称破坏控制、采场围岩稳定性控制、“仿生”开采等关键技术,初步构建了深部安全绿色开采的“高保低损模式和技术体系,基于中部焦作矿区和西部宁东矿区建立了两个示范点,初步形成具有深部特色的煤炭安全绿色开采理论与方法,为我国深部煤炭安全和低生态损害开采提供了理论依据与技术支撑。 本书具有较强的理论性和实用性,可作为矿业学科、水利学科、环境学科的科研人员,高校教师和相关专业的高年级本科生和研究生,以及从事煤炭深部开采、矿区水资源保护、生态修复等工作的工程技术人员的参考书,对研究我国深部煤炭安全绿色开采理论与技术具有重要的参考价值。 目录 前言 第1章 深部煤炭开采理论与技术研究进展 1.1 我国深部煤炭开采及开采面临的主要问题 1.1.1 我国深部煤炭开采特点 1.1.2 深部煤炭开采面临的主要问题 1.2 深部煤炭开采理论与技术研究进展 1.2.1 深部开采煤岩基础理论研究 1.2.2 深部煤炭开采技术研究 1.3 深部煤炭现代开采面临的科学与技术问题及解决途径 1.3.1 深部煤炭开采面临的科学与技术难题 1.3.2 解决问题的思路与方法 第2章 深部煤炭开采界定与安全绿色开采模式研究 2.1 深部煤炭开采界定及影响因素分析 2.1.1 前人对深部开采的界定 2.1.2 深部开采定义及内涵 2.1.3 深部界定方法与判断准则 2.1.4 影响“深部”主要参数分析 2.2 深部煤炭安全绿色开采理念与基本特征 2.2.1 煤炭现代开采理念演化 2.2.2 深部安全绿色开采定义及内涵 2.2.3 深部安全绿色开采基本特征 2.3 深部煤炭“高保低损”开采模式研究 2.3.1 煤炭开采生态损伤及绿色响应分析 2.3.2 深部“高保低损”开采模式构建 2.3.3 深部“高保低损”型安全绿色开采技术体系与关键技术 第3章 深部采动煤岩体多尺度破坏机理及演化规律 3.1 深部采动煤岩体复杂裂隙网络表征与力学特性多尺度效应 3.1.1 核磁共振冻融技术测量煤孔径分布 3.1.2 基于CT扫描与三维重建的煤样破裂过程数值分析方法 3.1.3 深部岩石力学特性的实验室尺度效应 3.1.4 深部岩体力学特性的工程尺度效应 3.2 开采扰动下煤岩破裂、失稳的能量机制与判别准则 3.2.1 基于弹性能密度的煤岩体本构模型 3.2.2 煤岩动态断裂与能量耗散的水理效应 3.2.3 煤岩动态断裂与能量耗散的层理效应 3.3 煤岩失稳的率响应机制和触发条件 3.3.1 煤岩失稳的大跨度率响应机制 3.3.2 煤岩失稳的小跨度率响应机制 3.3.3 煤岩失稳的单轴抗压强度触发条件 3.3.4 煤岩失稳的冲击能量指数触发条件 3.3.5 不同冲击速率下煤岩破坏机制 3.4 煤岩体失稳破坏多因素协同作用力学模型和损伤驱动机制 3.4.1 单轴循环载荷扰动下煤的损伤演化过程 3.4.2 不同加卸载应力路径煤岩损伤驱动机制 3.4.3 不同含水率煤岩损伤驱动机制 第4章 深部采动巷道围岩破坏机理与控制关键技术 4.1 不同埋深下非均匀采动应力场演化规律 4.1.1 一次采动留巷轴向围岩应力场分布规律 4.1.2 一次采动采空区侧向围岩应力场分布规律 4.1.3 二次采动巷道超前应力场分布规律研究 4.2 深部采动巷道围岩破坏形态与扩展效应 4.2.1 双向非等压应力条件下巷道塑性区理论 4.2.2 一次采动影响下留巷塑性区形态特征 4.2.3 二次采动影响下巷道超前塑性区形态特征 4.2.4 巷道断面形状对围岩塑性区形态的影响 4.3 深部采动巷道围岩破坏主要控制因素及响应特征 4.3.1 采动巷道围岩应力型非对称破坏的基本性质 4.3.2 采动巷道围岩应力型非对称破坏的影响因素 4.4 深部采动巷道围岩破坏控制原理 4.4.1 采动应力与围岩破坏形态关系 4.4.2 采动巷道围岩变形与非对称破坏形态的关系 4.4.3 窄煤柱采动巷道非均匀变形破坏机理 4.4.4 采动巷道围岩破坏形态与稳定性内在联系 4.5 深部采动巷道围岩破坏安全控制关键技术 4.5.1 深部采动巷道围岩安全工程调控方法 4.5.2 深部采动巷道围岩稳定性控制关键技术 第5章 深部高强度开采扰动采场围岩失稳机理与控制 5.1 深井采场覆岩与宏观力学结构特征及演化规律 5.1.1 深部采场覆岩结构影响因素及宏观力学结构特征 5.1.2 深部开采采动应力分布及演化规律 5.1.3 覆岩结构与采动应力演化关系研究 5.2 深部高强度开采扰动下围岩失稳及控制机理 5.2.1 采场围岩动静载失稳机理 5.2.2 采场围岩损伤演化过程 5.2.3 深部开采顶板断裂特征分析 5.2.4 采场围岩失稳控制主要指标 5.3 深部采场围岩控制技术 5.3.1 围岩稳定性监测预警技术 5.3.2 近场覆岩定向水压致裂控顶技术 5.3.3 远场深孔爆破大范围卸压技术 第6章 深部含瓦斯煤力学-渗流响应与增渗关键技术 6.1 煤体孔隙结构特征 6.2 深部煤体结构的瓦斯响应规律与煤体弱化机制 6.2.1 瓦斯压力卸放煤体变形实验研究 6.2.2 瓦斯气体对深部煤体的蚀损及强度弱化机制 6.3 深部含瓦斯煤体的基本力学特性和本构关系 6.3.1 常规三轴加载深部含瓦斯煤力学特性 6.3.2 卸围压条件下深部含瓦斯煤力学特性 6.3.3 复合加卸载条件下深部含瓦斯煤力学特性 6.3.4 深部含水-瓦斯煤体的力学特性与本构关系 6.4 深部采动含瓦斯煤变形破裂过程的瓦斯渗流规律 6.4.1 煤渗透率各向异性特征试验研究 6.4.2 常规三轴加载深部含 |