矿山地下开采稳定性研究PDF电子书下载

第一章 矿区地质环境及矿山开采 1

第一节 矿区的区域地质背景 1

一、地层、岩性 2

二、区域断裂构造特征 2

三、地质构造及构造应力场演化 5

第二节 矿体赋存及矿山工程地质条件 6

一、矿区工程地质条件及水文地质条件 6

二、矿体的赋存及开采条件 10

第三节 矿山开采 12

一、开拓系统 13

二、采矿方法及工艺 14

三、矿山开采存在的主要地质工程问题 19

第二章 矿区稳定性的工程地质研究 21

第一节 矿山节理裂隙的分布规律及其特征 21

第二节 矿区软弱岩体（带）的工程地质特征 24

一、碎裂状断层岩（Ⅰ） 25

二、松散状断层岩（Ⅱ） 25

三、膨胀岩（Ⅲ） 26

第三节 矿区岩体结构分类及岩体质量评价 31

一、岩体结构 32

二、岩体质量评价 36

第四节 矿区岩体工程地质分区及稳定性评价 37

第三章 矿区水文地质结构及其渗流场特征 44

第一节 矿区水文地质结构及系统 44

一、矿区地下水水文地质结构 44

二、矿区基岩水文地质分区 46

第二节 矿区地下水水文地球化学特征研究 50

一、水文地球化学研究 50

二、矿区地下水同位素研究 51

三、矿区水文地热学研究 54

第三节 矿区主要水文地质问题 55

一、海水渗透路径 55

二、卤水补给问题 55

三、涌水对矿区稳定性影响 56

第四章 矿区地应力场及其特性研究 57

第一节 矿区区域构造应力场分析 57

第二节 矿区地应力量测 59

一、原理及方法 59

二、量测结果 63

第三节 地应力声发射凯萨尔效应实验研究 65

一、实验研究的原理与方法 65

二、试样采集及加工 68

三、实验结果 68

四、实验结果分析 74

五、结语 75

第四节 水压致裂地应力量测 76

一、水压致裂理论 76

二、水压致裂试验 77

第五章 岩体物理力学性质研究 79

第一节 矿区岩体常规力学试验 79

一、试样及试验条件 79

二、试验结果 80

三、试验结果分析 85

第二节 结构面力学性质研究 87

一、试验方法的改进及试验条件 88

二、试验结果 89

三、试验结果分析 93

第三节 软弱夹层的力学性质 94

一、试验条件及方法 94

二、试验结果 95

三、试验结果分析 97

四、软弱夹层的流变试验 98

第四节 矿（点）柱稳定性的缝块模型力学试验研究 100

一、模型及实验条件 100

二、缝块试件的变形与破坏 101

三、组合切缝缝块模型试验 105

第五节 岩石应力应变全过程试验 110

一、刚性试验机及岩石应力应变全过程曲线 110

二、矿（点）柱残余强度评价 112

第六章 矿区稳定性的物理模拟试验研究 113

第一节 地质力学模拟试验的原理 113

第二节 地质力学模拟试验研究 114

一、模拟试验方案 114

二、模型制作 116

三、试验开挖及变形监测 118

第三节 试验结果及其分析 121

一、方案Ⅰ模型试验结果及分析 122

二、方案Ⅱ模型试验结果及分析 126

三、方案Ⅲ模型试验结果及分析 131

第四节 软材料变弹模光弹性模拟实验研究 135

一、光弹性模拟实验的原理 136

二、实验模型及实验条件 138

三、实验结果及分析 138

第七章 矿区稳定性的数值模拟 141

第一节 数值模拟研究的内容及特点 142

一、研究内容 142

二、数值模拟的特点 143

三、基本假设 145

第二节 数值模拟的地质及力学模型 146

一、计算剖面选择 146

二、采场结构的简化 147

三、计算域及计算模型的离散化 148

四、边界应力及约束条件 150

五、岩体介质及其力学参数 150

第三节 数值模拟计算方案 151

一、沿矿体走向剖面的数值模拟方案 152

二、沿矿体倾向剖面的数值模拟方案 154

三、三维有限元数值模拟 155

第四节 平面模型数值模拟结果及分析 156

一、沿倾向剖面开采引起的应力状态及其变化 156

二、沿矿体走向纵剖面开采引起的应力分布特征 161

三、围岩的变形与位移特征 162

四、回采顺序及其优化 163

第五节 三维数值模拟及其分析 166

第八章 矿区稳定性综合评价 169

第一节 矿山（区）稳定性分析的程序与方法 169

一、矿山地质工程的特点 169

二、矿山稳定性研究的程序与方法 170

三、三山岛金矿矿山稳定性的地质工程问题 172

第二节 矿（点）柱稳定性 173

一、矿（点）柱强度及承载力 173

二、点柱的变形破坏形式及其主要影响因素 174

三、点柱加固措施 183

四、点柱尺寸及其布置形式 185

第三节 采场围岩的稳定性 187

一、采场直接顶板及顶底柱的稳定性 187

二、上盘护顶矿层的稳定性 189

三、上盘围岩的稳定性 189

四、下盘底板围岩的稳定性 191

第四节 地表稳定性 192

一、地下开采引起的地表变形 193

二、影响地表变形及沉降的主要因素 196

三、控制矿区地面沉降变形的措施 198

第五节 矿山突水稳定性 200

一、涌突水的类型 200

二、涌突水稳定性评价 201

第九章 主要结论 205

参考文献 211