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第1章 绪论1

1.1 巷道滞后突水研究的意义1

1.1.1 研究目的与意义1

1.1.2 巷道滞后突水分析2

1.1.3 巷道滞后突水原因分析5

1.2 国内外研究现状6

1.3 本书主要内容7

参考文献9

第2章 深部岩石力学性质试验11

2.1 常规岩石力学参数测试11

2.1.1 试验系统简介11

2.1.2 标准岩石的试件12

2.1.3 试样制备12

2.1.4 岩石拉伸试验13

2.1.5 岩石单轴压缩试验17

2.1.6 岩石三轴压缩试验20

2.1.7 顶板冲击倾向性分析24

2.1.8 试验结果分析30

2.2 断层物质蠕变试验32

2.2.1 试验目的及试验内容32

2.2.2 断层物质蠕变试验结果34

2.2.3 F0断层物质蠕变试验成果分析53

2.3 小结64

参考文献65

第3章 深部原岩应力及采动应力场特征67

3.1 地应力概述67

3.1.1 地应力的成因67

3.1.2 地应力的影响因素68

3.2 地应力实测方法69

3.2.1 地应力测量原理及方法69

3.2.2 应力解除法实测的主要过程70

3.2.3 钻孔应力解除法的应力计算72

3.3 华泰公司深部地应力实测75

3.3.1 原岩应力测点布置及测试75

3.3.2 原岩应力实测结果分析78

3.4 范各庄矿地应力实测81

3.4.1 范各庄矿地应力81

3.4.2 地应力测量结果分析82

3.5 采动应力场特征83

3.5.1 围岩应力分布规律83

3.5.2 采动支承压力分布规律85

3.5.3 煤层底板应力状态分布规律87

3.6 小结88

参考文献89

第4章 深部巷道断裂滞后突水机制90

4.1 巷道时效突水类型90

4.2 巷道断裂突水91

4.3 断裂构造发育特征92

4.3.1 断裂构造的主要成因类型92

4.3.2 断层形成机制及力学解释93

4.3.3 矿井断裂构造展布的基本规律95

4.3.4 褶皱构造与断裂构造的关系96

4.3.5 断裂构造对突水的影响96

4.3.6 断裂构造区内的突水原理97

4.3.7 断层水文地质类型98

4.4 断裂破碎带物质的岩体结构力学效应99

4.4.1 断裂破碎带物质的岩体结构效应99

4.4.2 断裂破碎物质的力学效应103

4.5 断裂活化滞后突水机制104

4.5.1 采场断裂活化机理分析105

4.5.2 断裂微结构面扩展机制107

4.5.3 断层活化分析108

4.6 承压水导升机理114

4.6.1 承压水底板损伤破坏模型114

4.6.2 承压水的力学效应分析116

4.6.3 承压水导升的溶蚀机理118

4.6.4 承压水在断裂突水中的作用120

4.7 小结126

参考文献126

第5章 优化支护参数预防巷道滞后突水机理127

5.1 差异流动变形破坏127

5.1.1 差异流动破坏127

5.1.2 原位蠕变试验中差异流动变形破坏现象127

5.1.3 差异流动变形类型划分132

5.2 差异流动变形与巷道围岩变形133

5.3 巷道围岩变形与突水的关系134

5.4 深部巷道支护与巷道围岩变形135

5.5 优化支护参数预防巷道滞后突水机理136

5.5.1 巷道支护与突水时间效应分析136

5.5.2 防突措施138

5.5.3 优化支护参数预防滞后突水机理139

5.6 小结141

参考文献141

第6章 深部巷道锚杆支护参数设计142

6.1 深部采区开采地质条件142

6.1.1 煤层特征142

6.1.2 矿井水文地质143

6.2 深部巷道掘进与支护技术148

6.2.1 巷道掘进与支护方法148

6.2.2 巷道支护方案149

6.3 锚杆支护参数设计理论152

6.3.1 锚杆支护设计的基础资料152

6.3.2 锚杆支护形式与主要参数选择156

6.3.3 辅助支护166

6.4 扩大区三采区锚杆支护参数设计168

6.4.1 设计所需基本参数168

6.4.2 计算结果及巷道支护施工图173

6.5 锚杆支护参数优化数值模拟177

6.5.1 支护优化设计178

6.5.2 锚杆支护参数优化179

6.5.3 支护方案确定192

6.6 巷道矿压观测方案及分析194

6.6.1 巷道矿压观测内容194

6.6.2 观测方案195

6.6.3 315轨道下山矿压数据分析197

6.6.4 31511东上巷离层观测204

6.7 小结206

参考文献206

第7章 断层破碎带富水性探测与注浆加固技术208

7.1 工程背景208

7.1.1 含水层及隔水层208

7.1.2 断层导水性210

7.1.3 地下水动态特征210

7.2 岩层富水性探测技术与方法211

7.2.1 高密度直流电阻率探测法211

7.2.2 工作面直流电透视法212

7.2.3 矿井瞬变电磁法213

7.3 瞬变电磁法探测技术214

7.3.1 瞬变电磁法技术简介214

7.3.2 矿井瞬变电磁探测方法220

7.3.3 探测方案设计221

7.3.4 资料处理解释与探测成果224

7.4 钻探注浆加固方案设计229

7.4.1 钻探注浆加固位置229

7.4.2 注浆施工方法230

7.5 小结231

参考文献232

第8章 巷道矸石充填技术与实践233

8.1 阳城煤矿矸石充填背景233

8.2 矸石充填置换方案的设计与选择233

8.2.1 矸石充填方案233

8.2.2 充填方案设计235

8.2.3 设计方案比较235

8.3 贮矸空间尺寸设计237

8.3.1 方案设计总体思路237

8.3.2 贮矸空间尺寸设计237

8.4 护巷煤柱宽度理论设计238

8.5 护巷煤柱宽度数值模拟241

8.5.1 数值模型的建立241

8.5.2 数值计算结果242

8.6 充填巷合理开掘顺序优化设计245

8.6.1 充填区域充填巷的布置原则245

8.6.2 充填巷两侧煤柱支承应力分布245

8.6.3 充填巷开掘顺序优化248

8.7 矸石充填工艺和巷采系统布置249

8.7.1 矸石充填机设计249

8.7.2 矸石充填工艺250

8.8 充填巷支护设计251

8.8.1 充填巷道支护设计251

8.8.2 支护工艺254

8.9 现场应用效果数值模拟255

8.9.1 应力分布及影响范围255

8.9.2 塑性区分布256

8.9.3 位移变化量257

8.9.4 应力变化量259

8.10 小结261

参考文献261