目錄
序
前言
1 緒論 1
1.1 緩傾斜薄至中厚難采磷礦床深部開采面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題 1
1.1.1 裂隙巖體相當(dāng)普遍 1
1.1.2 強(qiáng)降雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害情況日趨嚴(yán)重 2
1.1.3 巖體流變現(xiàn)象突出 2
1.1.4 巖體復(fù)合采動(dòng)卸荷狀況日益增多 3
1.2 復(fù)雜環(huán)境應(yīng)力作用下露天礦邊坡災(zāi)變機(jī)制研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 裂隙巖體破裂演化特征及其機(jī)制研究 4
1.2.2 降雨入滲作用下巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究 7
1.2.3 采動(dòng)應(yīng)力影響下巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究 8
1.2.4 裂隙巖體流變力學(xué)特性研究 9
1.2.5 應(yīng)力—滲流耦合下裂隙巖體工程穩(wěn)定性研究 10
1.3 研究?jī)?nèi)容 12
2 工程概況和邊坡巖體物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn) 14
2.1 礦區(qū)位置、交通狀況 14
2.2 礦區(qū)工程地質(zhì)條件 14
2.2.1 地質(zhì)條件 14
2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造特征 15
2.2.3 礦床構(gòu)造特征 17
2.2.4 礦床構(gòu)造特征 18
2.3 工程巖體穩(wěn)定性分析 19
2.3.1 高邊坡巖體變形破壞統(tǒng)計(jì)分析 19
2.3.2 結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定性的影響 24
2.4 采場(chǎng)邊坡失穩(wěn)破壞模式分析 31
2.5 邊坡巖體物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn) 35
2.5.1 現(xiàn)場(chǎng)取樣 35
2.5.2 試樣制備 36
2.5.3 試驗(yàn)設(shè)備及儀器 37
2.5.4 試驗(yàn)過程 38
2.5.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理 40
2.6 本章小結(jié) 45
3 含水狀態(tài)下裂隙邊坡巖體變形破壞特征 46
3.1 巖樣制備及裂隙預(yù)制 46
3.1.1 試驗(yàn)精度要求 46
3.1.2 試驗(yàn)步驟 47
3.1.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備 48
3.1.4 含水率測(cè)定試驗(yàn) 52
3.1.5 超聲波波速測(cè)試 52
3.2 單軸壓縮條件下裂隙巖體力學(xué)特性及破裂特征 53
3.2.1 不同含水狀態(tài)下巖樣力學(xué)特性及裂隙擴(kuò)展分析 53
3.2.2 飽和狀態(tài)下不同裂隙長(zhǎng)度巖樣的力學(xué)特性及裂隙擴(kuò)展分析 59
3.2.3 飽和狀態(tài)下不同裂隙傾角巖樣的力學(xué)特性及裂隙擴(kuò)展分析 64
3.3 本章小結(jié) 69
4 開挖卸荷過程中露天裂隙邊坡巖體變形破壞特征 71
4.1 概述 71
4.2 開挖卸荷應(yīng)力路徑及試驗(yàn)方案 71
4.2.1 裂隙巖體模型 71
4.2.2 開挖卸荷應(yīng)力路徑 72
4.2.3 開挖卸荷對(duì)比試驗(yàn)方案 72
4.2.4 數(shù)值模擬試驗(yàn)方案 74
4.3 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析 75
4.3.1 模型伺服及參數(shù)標(biāo)定 75
4.3.2 加卸載條件下巖樣變形特征分析 76
4.4 本章小結(jié) 88
5 孔隙水壓與采動(dòng)卸荷對(duì)巖體宏觀變形和強(qiáng)度的影響效應(yīng) 91
5.1 孔隙水壓與采動(dòng)卸荷耦合概述 91
5.2 耦合條件下對(duì)比試驗(yàn)方案的確定 91
5.3 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析 93
5.3.1 耦合條件下巖樣變形特征及裂隙擴(kuò)展分析 93
5.3.2 耦合條件下巖樣裂隙演化特征分析 95
5.4 本章小結(jié) 98
6 磷礦層群采場(chǎng)應(yīng)力分布規(guī)律 99
6.1 原巖應(yīng)力的分布規(guī)律 99
6.2 原巖應(yīng)力測(cè)試及計(jì)算 101
6.2.1 原巖應(yīng)力測(cè)試原理 101
6.2.2 取樣、試件制備及試驗(yàn) 103
6.2.3 試驗(yàn)成果整理 106
6.3 采場(chǎng)應(yīng)力分布規(guī)律 108
6.3.1 數(shù)值軟件簡(jiǎn)介 108
6.3.2 數(shù)值模型建立 111
6.3.3 初始應(yīng)力場(chǎng)分布 113
6.3.4 首采磷礦層(2#磷礦層)應(yīng)力分布規(guī)律 114
6.3.5 重復(fù)一次(3#磷礦層)開采應(yīng)力分布規(guī)律 118
6.3.6 重復(fù)二次(8#磷礦層)開采應(yīng)力分布規(guī)律 119
6.3.7 傾斜方向磷礦層應(yīng)力分布規(guī)律 120
6.3.8 磷礦層底板應(yīng)力分布規(guī)律 122
6.4 本章小結(jié) 127
7 采場(chǎng)應(yīng)力對(duì)深部磷礦軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性的影響分析 129
7.1 停采磷礦柱合理尺寸 129
7.2 軟巖巷道受重復(fù)采動(dòng)影響圍巖穩(wěn)定性分析 132
7.2.1 數(shù)值模型的建立 132
7.2.2 重復(fù)采動(dòng)下巷道圍巖變形規(guī)律 135
7.2.3 重復(fù)采動(dòng)下巷道圍巖應(yīng)力分布規(guī)律 137
7.2.4 重復(fù)采動(dòng)下巷道圍巖屈服區(qū)分布 141
7.2.5 重復(fù)采動(dòng)下圍巖剪應(yīng)力分布 143
7.3 巷道受工作面垂直距離的影響 145
7.4 巷道受工作面水平距離的影響 146
7.5 本章小結(jié) 147
8 深部磷礦軟巖巷道圍巖控制理論及方法 148
8.1 圍巖控制理論 148
8.1.1 巷道圍巖控制原理 148
8.1.2 軟巖巷道支護(hù)原則 149
8.1.3 現(xiàn)有上山在布置、支護(hù)方面存在的問題 149
8.2 預(yù)應(yīng)力錨桿錨索支護(hù)“雙拱”理論 149
8.2.1 錨桿組合拱理論 149
8.2.2 預(yù)應(yīng)力錨索加固拱理論 155
8.2.3 預(yù)應(yīng)力錨桿錨索“雙拱”理論 158
8.3 受采動(dòng)影響的軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì) 159
8.4 本章小結(jié) 164
9 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn) 165
9.1 測(cè)區(qū)布置及測(cè)站安設(shè) 165
9.2 測(cè)試結(jié)果 166
9.2.1 頂?shù)装寮皟蓭褪諗糠治?166
9.2.2 支護(hù)效果分析 169
9.3 本章小結(jié) 170
10 結(jié)論與展望 171
10.1 結(jié)論 171
10.2 展望 173
參考文獻(xiàn) 175