矿山岩层控制基础研究

本书主要介绍矿山岩层控制领域的基础理论、方法和关键技术，以及近年来外学者特别是作者团队在本领域研究的新进展。主要内容包括岩体变形与破坏理论基础、矿山岩层运动破坏规律与控制、矿山巷道变形破坏与控制、冲击地压发生机理与监测防治等。本书内容丰富、深入浅出，可读性和可适用性强，可为矿山岩层控制领域的工程技术人员、科研工作者和研究生等提供参考，也可作为矿业工程学科本科生的参考书。

前言
1绪论1
1.1煤炭革命与未来1
1.1.1世界能源结构及变化1
1.1.2煤炭发展面临的重大挑战2
1.1.3煤炭未来开采理论与技术3
1.2研究背景及意义5
1.2.1煤矿安全事故分析5
1.2.2矿山岩层控制研究的重要意义7
1.3国内外研究现状8
1.3.1矿山压力理论与假说发展历程8
1.3.2矿山岩层控制技术及装备10
1.3.3尚未解决的理论与技术难题14
1.4主要研究任务15
2岩体变形与破坏理论基础17
2.1岩体中的初始应力17
2.1.1初始应力的基本概念及其成因17
2.1.2初始应力分布规律19
2.1.3初始应力估算方法20
2.2岩体强度理论与破坏判据23
2.2.1岩体强度理论23
2.2.2岩体破坏判据32
2.3地下硐室围岩稳定性分析38
2.3.1围岩重分布应力计算38
2.3.2围岩破坏范围确定49
2.4岩体工程测试方法54
2.4.1岩体力学参数测试54
2.4.2岩体应力环境测试64
2.4.3岩体裂隙发育测试71
3矿山岩层运动破坏规律与控制79
3.1矿山岩层控制基本概念79
3.1.1矿山压力与岩层控制79
3.1.2矿山岩层控制理论对采矿工业发展的作用80
3.2矿山压力与覆岩破坏形式81
3.2.1矿山压力的来源81
3.2.2矿山压力显现的条件与特征84
3.2.3上覆岩层运动破坏的形式与力学条件91
3.2.4直接顶与基本顶97
3.3矿山岩层运动理论与模型99
3.3.1传递岩梁理论100
3.3.2砌体梁力学模型和关键层理论104
3.3.3薄板理论108
3.3.4厚板理论114
3.3.5弱胶结岩块挤压岩梁模型117
3.4回采工作面岩层控制127
3.4.1工作面顶板处理方法127
3.4.2工作面支架-围岩相互作用原理129
3.4.3综采工作面顶板控制设计136
3.5综放开采岩层控制140
3.5.1综采放顶煤的概念及其分类140
3.5.2综放开采矿山压力显现的基本规律142
3.5.3综放工作面顶板结构及支架-围岩关系144
3.5.4综放开采顶板控制设计147
4矿山巷道变形破坏与控制150
4.1回采巷道围岩变形量组成及预计150
4.1.1巷道围岩变形过程及组成150
4.1.2沿空留巷围岩变形量预计152
4.1.3影响巷道围岩变形量的因素153
4.2回采巷道围岩支护理论与技术155
4.2.1锚杆(索)支护理论155
4.2.2注浆加固机理与技术161
4.2.3回采巷道超前支护技术165
4.3无煤柱护巷技术172
4.3.1工作面侧向顶板运动规律172
4.3.2沿空掘巷开掘的位置和时间178
4.3.3巷旁支护给定-限定组合力学模型183
4.3.4不同围岩条件沿空巷道支护技术186
4.3.5无煤柱自成巷技术191
5冲击地压发生机理与监测防治197
5.1冲击地压及其发生机理197
5.1.1概述197
5.1.2冲击地压的特征198
5.1.3冲击地压发生的影响因素198
5.1.4冲击地压类别203
5.1.5冲击地压的发生机理206
5.2煤岩层冲击倾向性评价及冲击危险性评价210
5.2.1煤岩层冲击倾向性评价210
5.2.2冲击危险性评价215
5.3冲击地压监测预警技术219
5.3.1微震监测219
5.3.2地音监测221
5.3.3电磁辐射监测222
5.3.4钻屑法监测223
5.3.5应力在线监测225
5.3.6多参量综合预警227
5.4冲击地压防治技术228
5.4.1合理的开拓布局228
5.4.2降低煤岩石冲击倾向性230
5.4.3减缓围岩应力梯度233
5.4.4提高围岩抗动压冲击能力236
主要参考文献240