采动底板构造活化灾变前兆信息辨识及突水机理

推荐语

本书详述了综合采用理论分析、室内岩石试验、数值模拟和物理模拟等方法，针对采场底板缺陷构造活化、异常物理信息辨识、围岩裂隙扩展突水机理及监测技术方面展开的一系列系统化的理论分析与基础试验研究成果。本书主要内容包括5个方面：（1）底板裂隙区域性特征;（2）突水灾变模式建立及突水判据确定;（3）缺陷岩体单轴压缩强弱部分协同失稳特征;（4）大尺寸含缺陷类岩石双向加载裂纹扩展特征及失稳信息分析;（5）裂纹扩展致通水通道形成数值模拟及案例分析和底板构造突水物理模拟试验及监测方法。本书内容有助于深化对矿井底板突水机理的认识，实现对构造突水的预测预报，对矿井制定防突水措施及后期治理具有重大的经济价值和工程意义。

内容简介

本书涉及采矿工程、岩体力学、断裂力学等多个相互交叉学科，为丰富对煤矿底板突水机理和防治方面的研究提供了有效的方法和手段。已有底板突水事故中的水文地质资料和事故原因表明，79.5%以上的煤矿采场底板突水事故与底板断层等构造有关。断层等构造在采场围岩中可视为地质缺陷，地质缺陷的存在能从根本上影响周围介质的力学性质和工程稳定性，表现为耦合作用环境中缺陷引起围岩岩体应力分布的改变，开采扰动影响下应力的改变又引起裂纹的扩展，进而造成地下水流量与水压力变化。在矿井开采过程中不仅需要考虑构造活化问题，而且要考虑构造突水问题，因此，正确认识底板构造活化突水机理并掌握活化失稳前物理辨识信息，不仅为矿井生产的安全和经济效益的保证提供帮助，而且符合我国煤炭企业可持续发展的战略目标。本书着重采场底板构造活化突水机理研究，相关研究助于深化对矿井底板突水机理的认识，开展缺陷岩体失稳过程协同破坏机理及失稳异常物理信息辨识，将有助于实现对构造突水的预测预报，对矿井制定防突水措施及后期治理具有重大的经济价值和工程意义。

目录

1 绪 论
1.1 概述
1.2 国内外研究现状及存在问题
1.3 相关研究方向简介

2 底板裂隙区域性特征及构造突水灾变模式
2.1 底板采动岩体区域性裂隙渗流耦合机制
2.2 底板构造突水灾变模式及判据

3 缺陷岩体压缩强弱部分协同失稳特征
3.1 缺陷岩体失稳过程加速协同破坏机制
3.2 宏观尺寸缺陷岩体协同破坏特征
3.3 组合体强弱部分加速协同破坏特征分析
3.4 构造失稳致突过程简析

4 缺陷类岩石双向加载裂纹扩展及失稳信息分析
4.1 类岩石材料制作及力学性能测试
4.2 含缺陷类岩石裂纹-应力-声发射特征分析
4.3 采场断层协同破坏实例应用分析

5 裂纹扩展致通水通道形成数值模拟及案例分析
5.1 FRACOD2D基本理论
5.2 耦合状态裂纹传播及流体流动过程模拟
5.3 煤矿开采构造突水数值模拟分析

6 底板构造突水物理模拟试验及监测方法
6.1 物理模拟试验系统及固流耦合模拟材料选择
6.2 底板缺陷裂隙扩展型突水通道形成模拟
6.3 隐伏构造滑剪型突水通道形成模拟
6.4 构造导通型突水通道形成模拟
6.5 构造失稳监测可行性浅析
6.6 构造失稳重点区域防治手段及方法