复杂条件下特厚煤层综放开采的关键是提高顶煤冒放性,降低煤岩体应力集中。崔峰、来兴平著的《急倾斜坚硬特厚煤岩体耦合致裂基础研究》以复杂环境下急倾斜煤岩体的耦合致裂为背景,采用理论分析、岩石力学实验、数值模拟、神经网络、现场监测和工业试验相结合的方法开展研究。在揭示急倾斜煤岩体覆岩运移规律及致灾机制的基础上,研究了复杂煤岩体注(水)后爆(破)耦合致裂增透卸压机制,并给出了耦合致裂技术实施时裂纹的扩展准则。构建了考虑急倾斜煤岩体应力特征的爆破动载作用下固-液耦合分析模型,建立了耦合致裂参数与煤体整体强度劣化程度的量化关系,掌握了离散化块体间的铰接结构及流动形态演化特征,形成了基于时-空-强参数等效转化的综合数值计算与分析方法。以煤岩体整体的强度为等效转化指标,实现了研究对象在不同算法问的等效转化。制定了提高煤体冒放性和实现岩体卸压的耦合致裂方案,完成了复杂环境下煤岩体耦合致裂工艺设计与效果评估,顶煤的冒放性和动力灾害问题均得到了较好的控制和解决。
本书可供采矿工程、矿业工程、岩石力学、工程力学等专业的工程技术人员学习使用,也可作为矿业类大专院校相关专业本科生和研究生的教学参考用书。
第一篇 急倾斜坚硬特厚煤岩体物理力学特性与围岩运移规律
1 绪论
2 急倾斜特厚煤层群赋存及煤岩物理力学特性
2.1 急倾斜煤层赋存特征
2.2 急倾斜煤层顶底板特征
2.3 急倾斜煤层物理力学特性
2.4 其他开采技术条件
2.5 本章小结
3 急倾斜特厚煤层群综放工作面覆岩运移规律
3.1 急倾斜煤层顶板垮落结构研究
3.2 急倾斜煤层护顶煤柱稳定性分析
3.3 急倾斜煤层岩体运移规律物理相似模拟分析
3.4 本章小结
4 急倾斜煤岩体动力灾害发生机制分析
4.1 急倾斜特厚煤层顶板运移规律分析
4.2 采空区结构变形规律分析
4.3 急倾斜煤层层间岩柱失稳分析
4.4 本章小结
第二篇 煤岩体耦合致裂机制
5 煤岩体致裂意义及方法
5.1 研究背景及意义
5.2 煤岩体致裂方法发展情况
5.3 煤岩体耦合致裂机理及破坏特性研究现状
5.4 技术路线
5.5 本章小结
6 急倾斜煤岩体开采环境的复杂性
6.1 急倾斜煤层开采的复杂性
6.2 急倾斜煤岩体稳定性综合探测
6.3 本章小结
7 煤岩体爆破致裂机制与爆炸作用的数值实验
7.1 爆破机制
7.2 爆破致裂的三维数值模型构建
7.3 爆炸作用的结果分析
7.4 煤层综放工作面顶煤爆破致裂模拟研究
7.5 本章小结
8 煤岩体水压致裂及其渗透作用的破坏规律
8.1 注水致裂机制
8.2 煤岩体注水致裂的特性
8.3 本章小结
第三篇 煤岩体耦合致裂效果等效转化
9 煤岩体耦合致裂特征与顶煤的可放性分析
9.1 耦合致裂强度劣化分析方法
9.2 固-液耦合分析原理
9.3 非线性动载分析及施加方法
9.4 固-液耦合态模型在爆破动载下的力学实验
9.5 “整体-散体”的等效转化及散体垮放特性
9.6 本章小结
第四篇 工程实践
10 复杂环境下急倾斜特厚煤岩体的耦合致裂应用与效果评估
10.1 煤岩体耦合致裂工艺设计方法 10.2 急倾斜特厚煤体耦合致裂方案
10.3 急倾斜坚硬耸立岩体的耦合致裂方案
10.4 耦合致裂效果的BP神经网络预计
10.5 耦合致裂效果的现场实测分析
10.6 本章小结
参考文献