煤礦區構造控災機理及地質環境承載能力研究（簡體書）

本書是作者近年來從事煤礦區構造控災理論研究的最新成果。全書共分八章，以地質構造控制論為指導，以我國北方典型煤礦區采煤沉陷觀測資料為依據，以相似材料模擬和計算機數值試驗為手段，系統深入地分析和論證了構造介質（煤層覆巖）、構造形態（單斜與褶皺）、構造界面（節理與斷層）、構造應力以及地下水對采煤沉陷的控製作用及其機理。建立了全新的煤礦區構造控災理論體系；在此基礎上，總結了煤礦區地質環境承載能力評價預測理論和方法。本書基礎資料數據翔實、試驗結果真實可靠。
本書可作為地質工程、采礦工程、礦山測量、環境科學、環境工程等專業高年級學生和研究生的選修課教材，也可供相關專業工程技術人員參考。

前言
第一章 緒論
1.1 煤礦區地質環境承載能力的相關概念與研究意義
1.2 煤礦區地質環境承載能力的影響因素與研究重點
1.3 采煤沉陷及其相關領域的國內外研究現狀與趨勢
1.3.1 礦產工業正在積極應對可持續發展提出的挑戰
1.3.2 建設“綠色礦區”是礦業可持續發展的必然選擇
1.3.3 研究采煤沉陷控制機理是建設“綠色礦區”的關鍵
1.3.4 地質環境承載能力研究將得到進一步加強
第二章 煤礦區地表環境災害及其影響因素概述
2.1 采煤沉陷對生態環境的危害
2.1.1 破壞寶貴的土地資源
2.1.2 破壞水資源且加劇水土流失
2.1.3 造成地表土壤退化
2.1.4 破壞地表建（構）筑物
2.1.5 誘發次生地質災害
2.2 地下開采對地質環境的擾動
2.2.1 開采深度
2.2.2 開采厚度與采空區面積
2.2.3 頂板管理與采煤方法
2.2.4 開采速度
2.2.5 重復采動
2.3 地質環境固有的抗擾動能力
2.3.1 構造介質
2.3.2 構造形態
2.3.3 構造界面
2.3.4 構造應力
2.3.5 地下水
第三章 構造介質對采煤沉陷的控制
3.1 煤礦區構造介質的地質-力學特徵
3.1.1 沉積巖的地質特徵及其對力學性質的影響
3.1.2 煤礦區常見構造介質的工程地質類型
3.1.3 構造介質的三個要素
3.2 不同構造介質采煤沉陷典型實例
3.2.1 銅川某煤礦508工作面
3.2.2 銅川某煤礦291工作面
3.2.3 神府51101工作面和銅川905工作面
3.3 覆巖綜合硬度與采煤沉陷的關係
3.3.1 覆巖類型劃分
3.3.2 相似材料模擬
3.3.3 數值試驗研究
3.4 松散層比例與采煤沉陷的關係
3.4.1 常見松散層及其力學性質
3.4.2 數值試驗研究
3.5 關鍵層位置與采煤沉陷的關係
3.5.1 關鍵層及其特徵
3.5.2 數值試驗研究
3.6 構造介質對采煤沉陷的控製作用
3.7 構造介質對采煤沉陷的控制機理
3.7.1 岩石的變形破壞機理
3.7.2 巖體破壞機制與本構關係
3.7.3 覆巖綜合硬度和關鍵層的作用
第四章 構造形態對采煤沉陷的控制
4.1 單斜構造與采煤沉陷
4.1.1 傾角分類
4.1.2 建模與試驗方法
4.1.3 模擬開采試驗
4.1.4 試驗結果對比
4.2 褶皺構造與采煤沉陷
4.2.1 試驗模型與邊界條件
4.2.2 模擬開采試驗
4.2.3 試驗結果對比
4.3 構造形態對采煤沉陷的控製作用
4.3.1 單斜構造對采煤沉陷的控製作用
4.3.2 褶皺構造對采煤沉陷的控製作用
4.4 構造形態對采煤沉陷的控制機理
4.4.1 單斜構造對采煤沉陷的控制機理
4.4.2 褶皺構造對采煤沉陷的控制機理
第五章 構造界面對采煤沉陷的控制
5.1 煤層覆巖中的構造界面及其特點
5.2 塊裂介質采煤沉陷的典型實例
5.2.1 河南云蓋山井田
5.2.2 徐州董莊井田
5.3 節理與采煤沉陷的關係
5.3.1 節理傾角與采煤沉陷
5.3.2 節理發育程度與采煤沉陷
5.4 斷層與采煤沉陷的關係
5.4.1 隱伏斷層下采煤引起的地表沉陷
5.4.2 斷層產狀及組合形式與采煤沉陷
5.5 構造界面對采煤沉陷的控製作用
5.5.1 節理對采煤沉陷的控製作用
5.5.2 斷層對采煤沉陷的控製作用
5.6 構造界面對采煤沉陷的控制機理
5.6.1 構造界面的力學性質
5.6.2 構造界面的力學模型和破壞準則
5.6.3 節理對采煤沉陷的控制機理
5.6.4 斷層對采煤沉陷的控制機理
第六章 構造應力對采煤沉陷的控制
6.1 煤礦區原巖構造應力基本狀態
6.1.1 地應力與構造應力
6.1.2 大地構造背景與構造應力概況
6.1.3 煤礦區原巖構造應力場的一般特點
6.2 構造應力影響采煤沉陷的典型實例
6.2.1 陶莊井田
6.2.2 臺吉井田
6.3 構造應力與采煤沉陷關係的實驗研究
6.3.1 相似材料模擬實驗裝置
6.3.2 相似材料模擬實驗結果
6.3.3 數值試驗軟件與建模
6.3.4 數值試驗結果
6.4 構造應力對采煤沉陷的控製作用
6.5 構造應力對采煤沉陷的控制機理
6.5.1 煤層覆巖單元體平衡理論分析
6.5.2 煤層覆巖彎曲變形理論分析
6.5.3 構造應力與其他因素的關係分析
第七章 煤層覆巖與地下水在采煤沉陷中的互饋效應
7.1 煤礦區地下水系統的特點
7.2 地下水對覆巖抗擾動能力的影響
7.2.1 對巖體力學性質及應力狀態的影響
7.2.2 地下水對采煤沉陷影響的數值試驗
7.3 覆巖破壞對地下水系統的影響
7.3.1 地下水向煤礦采空區滲流的機理
7.3.2 采煤沉陷對地下水系統的改造效應
7.4 固液耦合采煤沉陷模擬實驗
7.4.1 實驗目的
7.4.2 實驗設備及材料
7.4.3 實驗過程及現象
7.4.4 實驗結果分析
7.5 主要結論
第八章 煤礦區地質環境承載能力評價方法與實例
8.1 評價指標體系
8.2 評價分級標準
8.2.1 建築物損壞等級
8.2.2 土地損害等級
8.2.3 地質環境承載能力等級
8.3 評價方法及主要工作流程
8.3.1 煤礦區原巖構造應力狀態的確定方法
8.3.2 地質環境承載能力評價工作流程
8.3.3 地質環境本身抗擾動能力量化評價方法
8.4 煤礦區構造應力狀態分析實例
8.4.1 研究區地質概況
8.4.2 區域古構造應力、應變場演化歷史分析
8.4.3 現今區域構造應力、應變場的GPS測量
8.4.4 井田構造反映的構造應力場特徵
8.5 建築物下允許開采強度預測實例
8.5.1 地質與開采條件
8.5.2 計算機數值試驗模型
8.5.3 計算機數值試驗結果
8.5.4 安全開采尺寸預計
8.5.5 預計結果驗證
8.6 地質環境承載能力評價實例
8.6.1 評價區地質概況
8.6.2 區域構造動力學背景
8.6.3 礦區構造樣式
8.6.4 地質環境承載能力評價
參考文獻