深部硬岩开采岩爆倾向性分析与防治技术PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 深部开采概述 1

1.1.1 深部开采动力灾害 1

1.1.2 深部开采的界定 2

1.1.3 深部开采工程地质环境 3

1.2 岩爆的分类及机理研究 4

1.2.1 岩爆的分类 4

1.2.2 岩爆机理研究 4

1.3 深部开采岩爆灾害研究趋势 6

2 灵宝地区金矿深部硬岩开采工程地质环境 8

2.1 灵宝地区金矿硬岩开采概况 8

2.2 区域地质概况 9

2.2.1 区域地质 9

2.2.2 工程地质 10

2.2.3 水文地质 11

2.2.4 灵宝地区金矿开采技术条件及相应问题 12

2.3 灵宝地区金矿主要围岩物理力学参数 12

3 基于声发射特征的岩石损伤破坏规律研究 14

3.1 实验概述 14

3.1.1 声发射系统 14

3.1.2 岩石试件的制备 15

3.1.3 消噪措施 15

3.2 声发射表征参数及分析 16

3.2.1 声发射信号的表征参数 16

3.2.2 声发射的Kaiser效应 17

3.3 单调加载条件下岩石的声发射特征 18

3.3.1 岩石单轴压缩的声发射特征 18

3.3.2 固定围压下岩石加载的声发射特征 28

3.3.3 单调加载条件下岩石的声发射能量五阶段规律 32

3.4 周期加卸载作用下岩石的声发射特性 32

3.4.1 单轴周期荷载作用下岩石的声发射特征 32

3.4.2 不同围压、周期荷载作用下的岩石声发射特征 38

3.5 不同荷载模式下岩石的损伤破坏规律 40

4 岩石加卸载过程中的能量演化机制 42

4.1 研究方法及岩石试样制备 42

4.2 岩石单轴刚性循环加卸载压缩试验 43

4.2.1 片麻岩单轴循环加卸载试验曲线 43

4.2.2 辉绿岩单轴循环加卸载试验曲线 45

4.2.3 花岗岩单轴循环加卸载试验曲线 47

4.2.4 石英岩单轴循环加卸载试验曲线 49

4.3 岩石刚性三轴压缩循环加卸载试验 50

4.3.1 片麻岩三轴压缩循环加卸载试验曲线 50

4.3.2 辉绿岩三轴压缩循环加卸载试验曲线 52

4.3.3 花岗岩三轴压缩循环加卸载试验曲线 55

4.4 单轴循环加卸载下岩石能量演化与分配规律 57

4.4.1 单轴循环加卸载曲线及破坏形态 57

4.4.2 单轴循环加卸载过程中的岩石能量演化规律 60

4.4.3 单轴循环加卸载过程中的能量分配规律 62

4.5 三轴循环加卸载下岩石能量演化与分配规律 64

4.5.1 三轴循环加卸载曲线及破坏形态 64

4.5.2 三轴循环加卸载过程中岩石的能量演化规律 68

4.5.3 三轴循环加卸载过程中的能量分配规律 69

4.6 岩石能量演化的围压效应 71

4.6.1 岩石加卸载过程中的围压效应 71

4.6.2 岩石卸围压试验及其应力-应变演化机制 73

5 基于多种判据的岩爆倾向性分析 77

5.1 岩爆等级划分 77

5.2 岩爆倾向性的预测方法 77

5.2.1 现场实测法 77

5.2.2 数值模拟法 78

5.2.3 理论分析法 79

5.3 基于实验数据判据的深部岩体岩爆倾向性分析 79

5.3.1 岩石强度脆性系数法 79

5.3.2 冲击能系数判据 80

5.3.3 线弹性能（We）判据 81

5.3.4 岩性判别法 82

5.3.5 临界深度 83

5.4 基于地应力值判据的深部岩体岩爆倾向性分析 83

5.4.1 硐室围岩最大主应力 83

5.4.2 Russenses判据 85

5.4.3 陶振宇判据 85

5.5 适于灵宝地区金矿深部开采的岩爆倾向性评价指标 86

6 灵宝地区金矿深部采场及井巷工程能量分布与岩爆预测 88

6.1 FLAC3D有限差分数值计算软件 88

6.2 灵宝地区金矿主要开采方法 91

6.2.1 开采技术条件 91

6.2.2 留矿全面法 91

6.2.3 全面法 92

6.2.4 浅孔留矿法 93

6.2.5 浅孔房柱法 94

6.2.6 削壁充填法 95

6.3 模拟开采方案与计算模型 96

6.3.1 模拟开采方案 96

6.3.2 力学参数 96

6.3.3 边界条件 96

6.3.4 强度准则 96

6.3.5 数值计算模型 96

6.4 全面法开采数值模拟 98

6.4.1 应力分析 98

6.4.2 位移分析 98

6.4.3 能量分布与岩爆倾向分析 102

6.5 房柱法开采数值模拟 104

6.5.1 应力分析 104

6.5.2 位移分析 106

6.5.3 能量分布与岩爆倾向分析 108

6.6 水平巷道开挖数值模拟 108

6.6.1 模拟方案 108

6.6.2 模拟结果 109

6.6.3 应力分析 114

6.6.4 位移分析 116

6.6.5 能量分布与岩爆倾向分析 116

6.7 竖井开挖稳定性模拟 117

6.7.1 模拟方案 117

6.7.2 结果分析 117

6.8 岩爆倾向性说明 117

7 岩爆灾害防控技术与措施 120

7.1 岩爆的监测、预测及预警 120

7.1.1 岩爆灾害前兆信息特征 120

7.1.2 硬岩矿山深部开采岩爆监测、预测与预警 123

7.2 基于能量孕育机制的岩爆防控措施研究 132

7.2.1 基于能量角度的岩爆防控的总体思想 132

7.2.2 减小能量集中法 133

7.2.3 能量预释放、转移法 135

7.2.4 能量吸收法 137

7.2.5 深部硬岩开挖岩爆防治措施与管理规程 142

7.3 一种深部硬岩环境开采岩爆防控措施的探讨 146

7.3.1 酸性化学溶液作用下花岗岩力学特性与参数损伤效应 146

7.3.2 酸性化学溶液作用下花岗岩损伤时效特征与机理 157

7.3.3 深部硬岩环境开采预注化学溶液防控岩爆的探讨 172

参考文献 174