1 概述

  1.1 采空區穩定性研究的重要意義

  1.2 金屬礦山采空區研究現狀

    1.2.1 采空區穩定性分析與研究

    1.2.2 深部硬岩礦山采空區穩定性研究現狀

    1.2.3 采空區失穩機制及模式研究現狀

    1.2.4 深部硬岩卸荷力學特性及本構模型研究現狀

    1.2.5 采空區穩定性控制及處理技術

  1.3 采空區失穩機制與穩定性控制研究面臨的主要問題

    1.3.1 采空區形態復雜程度定量表征及其與穩定性的相關性

    1.3.2 單一采空區穩定性敏感特征與多采空區耦合結構效應

    1.3.3 高應力復雜路徑下岩石力學性質

    1.3.4 深部礦山嗣後充填法采空區失穩機制及穩定性特征

    1.3.5 采空區失穩災變模式與控制技術

2 金屬礦山采空區形成及特征

  2.1 采空區概念及基本特征

  2.2 采空區分類及特性

    2.2.1 根據不同的開采方法分類

    2.2.2 根據采空區存在時間分類

    2.2.3 根據采空區空間形態分類

    2.2.4 根據采空區規模大小分類

3 高應力復雜條件下岩石損傷演化規律及數學模型

  3.1 引言

  3.2 試驗設備及試驗應力路徑

    3.2.1 實驗設備

    3.2.2 試驗方案

  3.3 岩石常規三軸加載試驗力學響應

    3.3.1 應力應變規律分析

    3.3.2 圍岩強度分析

    3.3.3 岩石變形規律分析

    3.3.4 岩石破裂特征分析

  3.4 軸向壓力恆定的勻速卸載圍壓試驗

  3.5 軸向壓力增加的勻速卸載圍壓試驗

  3.6 不同應力路徑下的岩石力學響應特征對比

    3.6.1 不同應力路徑下的岩石強度特性

    3.6.2 不同應力路徑下的岩石破裂特征

    3.6.3 聲發射計數率變化規律

    3.6.4 聲發射能量特征變化規律

  3.7 復雜應力路徑下岩石損傷演化規律

    3.7.1 高應力復雜條件下岩石損傷能量耗散分析

    3.7.2 常規三軸加載

    3.7.3 軸壓恆定的卸圍壓應力路徑

  3.8 基於小耗能原理的損傷演化分析

  3.9 本章小結

4 采空區空間形態分形特性及邊界模擬預測

  4.1 引言

  4.2 計盒維數與礦體分形特性

    4.2.1 計盒維數

    4.2.2 礦體分形特性

  4.3 采空區三維精細模型及空間信息的獲取

    4.3.1 金屬礦山采空區基本特征

    4.3.2 采空區三維精細模型及信息獲取

  4.4 采空區分形特征研究

    4.4.1 采空區邊界線一維分形特性

    4.4.2 采空區平面區域二維分形特性

    4.4.3 采空區頂板三維分形特性

    4.4.4 采空區分維值的物理意義

  4.5 基於分形插值理論的采空區邊界模擬與預測

    4.5.1 分形插值基本理論

    4.5.2 工程實際應用

  4.6 本章小結

5 金屬礦山采空區穩定性敏感特征分析

  5.1 引言

  5.2 金屬礦山采空區穩定性影響因素分析

    5.2.1 采空區結構因素

    5.2.2 采空區賦存環境

  5.3 單一采空區穩定性敏感分析

    5.3.1 單一采空區穩定特征的結構效應

    5.3.2 采空區分維值與采空區穩定性關繫

    5.3.3 賦存環境對單一采空區穩定性的影響規律

  5.4 多采空區耦合結構作用效應

    5.4.1 相似材料試驗研究

    5.4.2 多采空區耦合效應的數值模擬分析

  5.5 結構面對采空區穩定性的影響

    5.5.1 單組結構面對采空區穩定性的影響

    5.5.2 可產生滑塌錐的結構面對采空區的影響

  5.6 本章小結

6 不同空間形態采空區圍岩擾動規律與頂板力學模型

  6.1 引言

  6.2 立方型采空區形成過程圍岩擾動規律

    6.2.1 工程背景

    6.2.2 圍岩擾動規律現場監測布置

    6.2.3 圍岩擾動規律及穩定特征分析

  6.3 狹長型采空區形成過程圍岩擾動規律

    6.3.1 工程背景

    6.3.2 圍岩擾動規律現場監測及分析

    6.3.3 基於精細探測的采空區圍岩穩定狀態分析

  6.4 不同類型采空區頂板力學模型構建

    6.4.1 基於彈性厚板理論的立方型采空區項板穩定研究

    6.4.2 基於彈塑性理論的狹長型采空區頇板穩定研究

  6.5 本章小結

7 滲流-應力場耦合下采空區穩定性研究

  7.1 經典節理滲流模型簡介

    7.1.1 單一裂隙滲流模型

    7.1.2 粗糙節理水力學模型

    7.1.3 單裂隙滲流與應力耦合

    7.1.4 裂隙網絡滲流模型

  7.2 數值模擬與結果分析

    7.2.1 節理剪切本構模型的選擇

    7.2.2 模型的建立與參數選擇

    7.2.3 數值模擬分析

  7.3 本章小結

8 深部嗣後充填法采場采空區圍岩卸荷失穩機制

  8.1 引言

  8.2 開采卸荷數值模擬仿真原理

    8.2.1 采空區形成過程圍岩應力狀態

    8.2.2 采空區岩體卸荷荷載算法及步驟

  8.3 采空區形成過程中圍岩能量釋放規律

  8.4 基於尖點突變理論的采空區失穩局部能量突變判別準則

    8.4.1 采空區繫統失穩的能量失穩準則基礎

    8.4.2 局部能量突變準則

  8.5 工程背景概述

    8.5.1 工程地質條件

    8.5.2 圍岩物理力學特征

    8.5.3 深部地應力實測及分析

    8.5.4 模擬開采方案

  8.6 嗣後充填法采場采空區卸荷數值模型構建及實現

    8.6.1 數值分析模型構建

    8.6.2 邊界條件

    8.6.3 物理力學參數

    8.6.4 開采卸荷擾動區確定原則

    8.6.5 卸荷數值計算過程的實現

    8.6.6 能量釋放指標的數值解算及可視化實現

    8.6.7 深部采空區圍岩穩定狀態分析指標

  8.7 分段空場嗣後充填法圍岩卸荷失穩機制

    8.7.1 采空區圍岩應力場演化規律分析

    8.7.2 采空區圍岩位移場演化規律分析

    8.7.3 采空區圍岩塑性區擴展規律分析

    8.7.4 采空區圍岩能量演化規律分析

    8.7.5 基於局部彈性釋放能突變的穩定性判別

  8.8 本章小結

9 基於能量鏈式效應機理的采空區穩定性控制技術

  9.1 引言

  9.2 采空區失穩災變鏈式特性

    9.2.1 采空區繫統基本特點

    9.2.2 采空區失穩災變鏈式特征

    9.2.3 采空區失穩災變鏈演化過程與規律

  9.3 采空區失穩災變能量鏈式效應機理

    9.3.1 采空區周圍岩體能量分析

    9.3.2 圍岩能量鏈式效應耗散結構理論分析

    9.3.3 采空區能量鏈式演化規律

  9.4 能量鏈式演化數學模型

    9.4.1 能量鏈式關繫結構分析

    9.4.2 能量鏈式效應演化的數學模型

    9.4.3 采空區失穩災變能量鏈式啟動判據

  9.5 基於能量鏈式效應的采空區穩定性控制

    9.5.1 采空區失穩災變能量鏈斷鏈控制機制

    9.5.2 采空區失穩災變能量鏈斷鏈措施

  9.6 深部采空區穩定性控制工程實例

    9.6.1 大尹格莊金礦概述

    9.6.2 礦區工程地質與開采技術條件

    9.6.3 開采現狀概述與調查

    9.6.4 采空區穩定性控制技術

  9.7 本章小結

10 金屬礦山采空區穩定性分析工程實例

  10.1 空場法房柱式采空區穩定性分析

    10.1.1 工程背景

    10.1.2 石人溝鐵礦采空區CMS三維激光掃描及分析

    10.1.3 基於CMS實測的采空區穩定性數值模擬分析

    10.1.4 采空區穩定性分析模糊綜合評判

  10.2 充填法狹長型采空區穩定性分析

    10.2.1 工程背景

    10.2.2 果洛龍窪金礦采空區CMS三維激光探測及分析

    10.2.3 基於CMS實測的采空區穩定性數值模擬分析

    10.2.4 基於現場調查及Mathews穩定性圖法采空區跨度計算

  10.3 崩落法隱覆型采空區穩定性分析

    10.3.1 工程背景

    10.3.2 岩石力學參數和地應力場

    10.3.3 邊界條件和初始平衡

    10.3.4 模擬分析方案

    10.3.5 計算結果分析

參考文獻