《有色金屬理論與技術前沿叢書:地下礦山岩體結構解構理論方法及應用》首次提出岩體結構解構概念,系統闡述地下礦山岩體結構解構理論、方法及其應用。其內容主要包括:岩體結構解構理論形成、地下礦山結構面實測新方法、結構面連通性原理與判別方法、連通性結構面查詢軟體;空場法與崩落法開採岩體結構解構方法、結構體可移動性分析方法、結構體穩定性計算方法;裂隙礦岩崩落法開採鑿岩巷道頂板回採失穩機制;裂隙岩體環境下巷道軸向優化方法。研究成果試圖架起一座複雜裂隙環境下岩石力學與採礦工藝連通的橋樑,可為地下礦山複雜裂隙岩體環境下工程結構參數選擇、採礦工藝優化及工程地質災害預防提供相應的理論與技術支撐。
《有色金屬理論與技術前沿叢書:地下礦山岩體結構解構理論方法及應用》可供採礦工程、隧道工程、岩土工程及其他岩石地下工程等領域的科研與工程技術人員、高等院校的教師、高年級本科生和研究生參考使用。
陳慶發,男,1979年7月生,河南鄲城人,博士,教授,碩士生導師。1998-2002年在南方冶金學院採礦工程專業學習,獲學士學位;2002-2005年在武漢理工大學採礦工程專業學習,獲碩士學位;2007-2009年在中南大學安全技術及工程專業學習,獲博士學位。2010-2012年為中南大學礦業工程博士後流動站和廣西華錫集團股份有限公司博士後工作站博士後研究人員,指導老師為古德生院士。
現任廣西大學資源與冶金學院副院長,中國有色金屬學會礦山信息化智能化專業委員會委員,廣西水土保持學會理事,廣西安全生產專家,廣西岩石力學與工程學會副秘書長,廣西高校礦物工程重點實驗室副主任等。
目前主要從事非傳統採礦理論與工藝、岩土力學、工程災害防治等方面的研究工作,先後提出"協同開採"重大採礦技術命題和"同步充填"採礦技術理念,系統開展了採空區隱患資源協同開採理論、柔性隔離層作用下散體介質流理論和地下礦山岩體結構解構理論等研究。
古德生,男,漢族,1937年10月生,廣東省梅縣人。現任中南大學教授、博士生導師,湖南省政協委員、全國政協委員。中國工程院院士。
長期從事採礦設備和工藝的教學、科研工作。創立了以振能有效作用範圍、受振礦石性態、振能耗散規律及振機埋設參數優化等內容為核心的振動出礦原理,和以採礦連續工藝系統、連續作業的大塊管理及連續作業機組優化配套為主要內容的採礦連續工藝優化理論。創立的振動出礦技術和地下礦連續開採技術具有重大的工程意義和社會經濟效益。
第1章 緒論
1.1 岩體結構概念及分類
1.2 岩體結構理論發展
1.3 岩體結構解構理論形成
1.4 地下礦山岩體結構解構意義
1.5 地下礦山岩體結構解構方法
參考文獻
第2章 地下礦山結構面實測新方法
2.1 礦用遠距離噴漆標識方法
2.2 非接觸式結構面產狀測量方法
2.3 精測網法
2.4 鑽孔電視成像系統測量方法
參考文獻
第3章 結構面連通性基本原理與判別方法
3.1 基於數字鑽孔圖像的結構面連通性判斷方法
3.2 結構面連通性基本原理
3.3 結構面連通性判別方法
參考文獻
第4章 連通性結構面查詢軟體
4.1 軟體實現技術路線
4.2 主要原始碼
4.3 CDSC軟體操作介面
4.4 CDSC軟體運行操作
參考文獻
第5章 空場法開採岩體結構解構基礎
5.1 空場法開採礦塊單元組成及結構體嵌套模式
5.2 空場法開採礦塊單元岩體結構解構內容
5.3 空場法開採礦塊單元岩體結構解構流程
5.4 空場法開採應用工程背景
5.5 空場法開採試驗區結構面調查分析
5.6 空場法試驗區連通性結構面搜索結果
5.7 空場法試驗區結構面3DMine模型構建方法
參考文獻
第6章 空場法開採巷道圍岩危險塊體的搜索與顯現
6.1 巷道圍岩危險結構體搜索與顯現思路
6.2 巷道圍岩危險結構體的解算與自動搜索
6.3 危險結構體分析結果統計方法
6.4 危險結構體系統顯現途徑
6.5 鋅多金屬礦體主要巷道工程危險結構體解算與顯現
參考文獻
第7章 空場法開採采場結構體解構
7.1 采場模型與采場結構體模型
7.2 采場結構體初步解構
7.3 采場結構體真實性分析
7.4 采場結構體賦存位置解構
7.5 采場固定結構體最小固定面面積計算
7.6 空場法開採試驗區采場結構體解構
參考文獻
第8章 空場法開採采場結構體回採可移動性分析
8.1 結構體各結構面分類
8.2 回採順序與采場結構體移動性關係
8.3 采場結構體回採可移動性分析方法
……
第9章 空場法開採礦柱結構體解構
第10章 崩落法開採岩體結構解構基礎
第11章 崩落法開採鑿岩巷道頂板危險區域確定的解構法
第12章 崩落法回採鑿岩巷道頂板失穩機制
第13章 裂隙岩體環境下巷道軸向優化方法
岩體是在地質歷史時期形成的具有一定組分和結構的地質體,存在於岩體內的斷層、軟弱層面、大多數節理、軟弱片理和軟弱帶等眾多結構面,將其切割成各種規模、形態的塊體,因此嚴格意義上人們通常說的岩體應當稱之為裂隙岩體。
裂隙岩體力學特性及工程穩定性最早受到L.Muller,Stini等奧地利學者的關注,他們提倡重視岩體裂隙性質,極大地推動了人們對岩體內部結構性質的研究。20世紀60年代,谷德振院士、孫玉科教授先後提出了岩體結構的術語與概念,為岩體結構理論的形成奠定了基礎。20世紀80年代,孫廣忠教授建立了完整的岩體結構力學理論體系,自此人們對岩體的認識進入了岩體結構階段。岩體結構的基本單元是結構面與結構體,結構面空間展布形式、結構體三維賦存形態很大程度控制了岩體的力學性質及工程穩定性,因此對結構單元在岩體內三維排列組合形式的精細描述顯得尤為重要。為刻畫岩體結構單元形態、闡明裂隙岩體結構力學特性,本書引入"解構"一詞,首次提出岩體結構解構概念。
我國金屬礦山80%以上為地下開採,為國民經濟和社會發展提供了大部分的物質資源。但在地下礦山開採過程中,由於礦體與圍岩裂隙發育等原因,造成了大量礦產資源浪費,不同危害程度的工程地質災害事故也頻繁發生,人們對地下礦山的岩體結構及其危害性的認識不足嚴重製約了裂隙岩體環境下礦產資源的安全高效開發利用。正如蔡美峰院士指出"採礦是一門複雜的系統科學工程,其複雜性既在於開採結構的複雜性,也在於開採條件和環境的複雜性"。以此可見,有必要充分融合採礦工程的工藝與環境特點,開展地下礦山裂隙環境下岩體結構解構理論、方法及其應用研究,強化人們對複雜採礦環境的認識,優化採礦工藝,從而保障複雜裂隙岩體環境下的礦產資源的安全、順利開採。遺憾的是,目前人們對地下礦山的認識還受限於觀察空間、技術水平、工具手段等因素制約,還很難全面掌握相關地質信息,有關研究仍處於初期階段。
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