目錄 前言 1 緒論 1 1.1 金屬礦山覆巖移動機理及防治技術研究意義 1 1.2 金屬礦山覆巖移動機理及規(guī)律研究進展 2 1.2.1 國外研究進展 2 1.2.2 國內(nèi)研究進展 5 1.3 金屬礦山覆巖移動防治技術研究進展及現(xiàn)狀 7 1.3.1 覆巖移動防治技術的研究進展 7 1.3.2 覆巖移動防治技術研究內(nèi)容及現(xiàn)狀 11 參考文獻 14 2 金屬礦山采空區(qū)覆巖失穩(wěn)突變理論 21 2.1 突變理論的基本原理 22 2.2 金屬礦山采空區(qū)覆巖失穩(wěn)尖點突變模型 24 2.2.1 采空區(qū)覆巖地質(zhì)模型構建 24 2.2.2 采空區(qū)覆巖平面應力模型構建 25 2.2.3 采空區(qū)覆巖空間應力模型構建 31 2.2.4 采空區(qū)覆巖失穩(wěn)突變理論判據(jù)構建 38 2.3 覆巖失穩(wěn)突變理論工程應用 40 2.3.1 工程背景 40 2.3.2 基于突變理論的礦房跨度與開采深度的關系 43 參考文獻 44 3 金屬礦山采空區(qū)覆巖破壞機理 46 3.1 金屬礦山采空區(qū)覆巖破壞特征 46 3.1.1 覆巖破壞機理及判據(jù) 46 3.1.2 采空區(qū)覆巖破壞規(guī)律評述 47 3.1.3 金屬礦山采空區(qū)覆巖破壞特征分析 50 3.1.4 覆巖破壞特征與聲發(fā)射關系 56 3.1.5 覆巖破壞特征與應力關系 58 3.1.6 覆巖破壞特征與位移關系 70 3.2 覆巖移動規(guī)律與開采空區(qū)體積時空關系 72 3.2.1 覆巖移動與開采空區(qū)體積動態(tài)關系 72 3.2.2 覆巖移動規(guī)律與采空區(qū)體積時空關系模型 76 3.3 金屬礦山采空區(qū)覆巖破壞區(qū)域的定義與特征 79 3.3.1 金屬礦山采空區(qū)覆巖破壞區(qū)域的定義與劃分 79 3.3.2 金屬礦山垮落機理和特征與煤礦冒落的區(qū)別 82 參考文獻 83 4 基于時空關系的采空區(qū)覆巖沉降動態(tài)預測方法 85 4.1 覆巖薄板沉降模型構建 86 4.2 覆巖厚板沉降模型構建 93 4.3 構造應力覆巖沉降模型構建 99 4.4 構造應力+自重應力覆巖沉降模型構建 109 4.5 覆巖沉降動態(tài)模型 113 4.6 基于時空關系的采空區(qū)覆巖沉降動態(tài)預測模型構建 116 4.6.1 采空區(qū)覆巖沉降動態(tài)預測模型構建 116 4.6.2 模型驗證 120 參考文獻 124 5 金屬礦山覆巖破壞冒落高度預測 125 5.1 金屬礦山采空區(qū)覆巖破壞高度影響因素 126 5.2 金屬礦山覆巖冒落區(qū)域分析 128 5.3 基于量綱分析的金屬礦山覆巖冒落規(guī)律及預測 130 5.3.1 物理量的選取與解析 130 5.3.2 量綱模型構建 131 5.3.3 覆巖垮落高度與各因素物理量的關系 132 5.4 工程應用 135 5.4.1 工程實例1 135 5.4.2 工程實例2 136 5.4.3 工程實例3 136 參考文獻 137 6 采空區(qū)頂板覆巖強度折減法安全判別研究 138 6.1 金屬礦山采空區(qū)覆巖強度折減原理及破壞標準 138 6.1.1 計算原理和本構模型 138 6.1.2 強度折減法實現(xiàn)原理 142 6.1.3 強度折減法破壞判據(jù) 143 6.2 安全系數(shù)求解 144 6.3 采空區(qū)頂板覆巖強度安全判別 144 6.3.1 基本假設 145 6.3.2 數(shù)值模擬方案建立與分析 145 6.3.3 原生礦柱數(shù)值模擬結(jié)果與分析 146 6.3.4 人工礦柱數(shù)值模擬結(jié)果與分析 149 6.3.5 原生礦柱支護下覆巖強度折減法的安全性 152 6.3.6 人工礦柱支護下覆巖強度折減法的安全性 153 參考文獻 156 7 人工礦柱支護下覆巖移動機理及防治技術 158 7.1 人工礦柱承載力學機理 158 7.1.1 礦柱強度載荷理論述評 158 7.1.2 人工礦柱承載機理 160 7.2 人工礦柱尺寸參數(shù)與防治覆巖移動效果 162 7.2.1 人工礦柱合理結(jié)構參數(shù) 162 7.2.2 人工礦柱穩(wěn)定性關鍵因素 164 7.2.3 防治覆巖移動效果現(xiàn)場試驗 168 7.3 人工礦柱防治覆巖移動機理 174 7.3.1 人工礦柱相似模型試驗原理及相似準則 174 7.3.2 人工礦柱模型試驗設計 178 7.3.3 人工礦柱與原生礦柱防治覆巖移動機理及效果 182 7.3.4 不同尺寸人工礦柱防治覆巖移動機理及效果 189 7.3.5 逐級加載條件下不同支護方式覆巖移動特征 191 7.4 人工礦柱防治覆巖移動及破壞規(guī)律 198 7.4.1 人工礦柱支護條件下覆巖移動規(guī)律 198 7.4.2 人工礦柱支護條件下覆巖微觀破壞機理 201 參考文獻 208 8 基于能量法的金屬礦山人工礦柱穩(wěn)定性 210 8.1 人工礦柱破壞模式 211 8.2 力學模型 211 8.3 人工礦柱能量極限狀態(tài)方程 212 8.4 人工礦柱設計穩(wěn)定性分析 215 8.5 工程實例 217 參考文獻 219 9 充填條件下覆巖移動特征及防治效果 221 9.1 礦山巖體結(jié)構面及采空區(qū)調(diào)查 221 9.2 計算模型與參數(shù) 223 9.2.1 計算模型 223 9.2.2 計算參數(shù) 224 9.2.3 計算過程設計 225 9.3 不充填時覆巖移動特征 226 9.4 全充填時覆巖移動特征 228 9.5 充填不同中段時覆巖移動特征 231 9.6 充填不同關鍵隔離層防治覆巖移動效果 238 參考文獻 240