高應力深井安全開採理論與控制技術（簡體書）

《高應力深井安全開採理論與控制技術》是《特大型鎳礦充填法開採技術著作叢書》第十冊，主要介紹金川深部礦體大面積連續開採的支撐理論與保障技術。
《高應力深井安全開採理論與控制技術》首先介紹了金川鎳礦在1150m中段以上成功實施的無礦柱大面積連續開採的生產實踐情況與工程經驗，然後闡述了金川深部礦體大面積開採面臨的困難及需要解決的關鍵技術。在對深部工程地質深化研究的基礎上，論述了深部礦床實施大面積連續開採的支撐理論與保障技術，包括留礦柱和不留礦柱兩種回採方案地壓規律與優劣比較、采場圍岩變形的光纖光柵監測技術、地表岩移GPs監測體系以及變形信息管理和采場穩定性與岩移的預測預報；最後探討了受采動影響的豎井工程穩定性控制技術。
《高應力深井安全開採理論與控制技術》可供採礦、地質、水電和土木工程等領域從事採礦設計、採礦生產和科學研究的工程與科研人員以及從事採礦教學工作的大專院校和科研院所的教師與研究生參考。

《高應力深井安全開采理論與控制技術》可供采礦、地質、水電和土木工程等領域從事采礦設計、采礦生產塑科學研究的工程與科研人員以及從事采礦教學工作的大專院校和科研院所的教師與研究生參考。

《特大型鎳礦充填法開採技術著作叢書》序一
《特大型鎳礦充填法開採技術著作叢書》序二
《特大型鎳礦充填法開採技術著作叢書》序三
《特大型鎳礦充填法開採技術著作叢書》編者的話
前言
第1章緒論
1.1二礦區簡介與開採現狀
1.2二礦區一期資源開發研究與進展
1.2.1技術儲備階段開展的科學研究
1.2.2理論探索與採礦實踐階段研究
1.2.3一期工程研究成果和重要貢獻
1.3二期連續開採面臨挑戰與技術攻關
1.3.1二礦區深部開採面臨問題與抉擇
1.3.2二期IT程連續開採災變失穩風險
1.3.3二期工程技術攻關與研究成果
1.4二礦區連續開採支撐理論與關鍵技術
1.4.1概述
1.4.2金川鎳礦資源開發採礦技術條件
1.4.3二礦區深部採礦技術難題與成功經驗
1.4.4二礦區深部連續開採的技術攻關
1.4.5金川鎳礦深部連續開採的關鍵技術
1.5本章小結

第2章礦山工程地質深化研究與綜合分析
2.1礦山工程地質條件概述
2.1.1工程地質條件複雜多變性
2.1.2礦床開採的工程地質問題
2.2礦山工程地質研究與進展
2.2.1礦山岩體結構效應與岩體分類
2.2.2礦山結構岩體力學特性
2.2.3金川岩石力學試驗成果
2.2.4金川岩體力學與變形參數估計
2.2.5金川岩體結構面的力學特性
2.2.6礦區地應力測試與變化規律
2.3礦區深部地應力分佈規律回歸分析
2.3.1深部礦岩地應力隨深度的變化規律
2.3.2深部兩個水平主應力之比隨深度的變化規律
2.3.3深部原岩平均側壓係數^隨深度的變化規律
2.3.4不同岩性和礦區位置地應力分佈規律
2.4本章小結

第3章二期工程1000m中段開採效應與方案對比
3.1二礦區1#礦體回採方案數值仿真分析
3.1.1兩種回採方案簡介
3.1.2回採方案數值模型
3.1.3同時回採分段、轉段的時空關係與數值模擬
3.21000m中段連續開採方案回採水平礦柱分析
3.2.1水平礦柱逐段回採15行剖面上的開採效應
3.2.2水平礦柱雙分段同時回採998n水平剖面的開採效應
3.3留問柱兩步開採方案1000m中段水平礦柱回採分析
3.3.1水平礦柱逐步分段變薄過程中15行線剖面開採效應，
3.3.2水平礦柱逐步分段開採過程998m水平剖面的開採效應
3.4兩種回採方案雙中段同時開採對比分析與綜合比較
3.4.1兩種回採方案的15行剖面開採效應對比分析
3.4.2兩種回採方案的998m水平剖面開採效應對比分析
3.4.3水平礦柱厚度對采場應力和位移的影響
3.4.4水平礦柱z方向位移沿傾向變化規律
3.4.5998m水平剖面塑性破壞區分佈對比分析
3.5本章小結

第4章二期工程850m中段開採方案對比分析
4.1918m分段開採效應分析
4.1.1垂直剖面的開採效應
4.1.2水平剖面的開採效應
4.2898m分段開採效應分析
4.2.1垂直剖面的開採效應
4.2.2水平剖面的開採效應
4.3858m分段開採效應分析
4.3.1垂直剖面的開採效應
4.3.2水平剖面的開採效應
4.4二礦區850m中段兩步回採模式分析
4.4.1一步礦房回採後礦柱位移
4.4.2二步礦柱回收采場效應分析
4.5二礦區850m中段兩種開採模式開採效應綜合分析
4.5.1850m中段不同採礦模式在水平剖面的開採效應
4.5.2850m中段不同採礦模式在垂直剖面的開採效應
4.5.3最小主應力與收斂位移沿礦體走向的變化規律
4.6本章小結

第5章礦區地表變形GPs監測技術與岩層移動規律
5.1概述
5.2地表變形GPs監測點佈設與施測
5.2.1地表岩移測區概況
5.2.2GPs岩移監測網點佈設及施測
5.3地表變形GPs監測結果與特徵分析
5.3.1二礦區GPs監測位移特徵分析
5.3.2龍首礦GPs監測位移特徵分析
5.3.3全礦區地表控制網測點的位移特徵
5.3.4全礦區地表岩移規律與變形特徵
5.4本章小結

第6章采場圍岩變形光纖光柵傳感監測技術與應用
6.1豎井變形光纖傳感監測技術
6.1.1光纖傳感變形監測技術簡介
6.1.2布裡淵OTDR監測技術簡介
6.1.3光纖光柵FBG傳感監測技術
6.1.4光纖傳感器類型與優缺點
6.1.5本節小結
6.2基於梁彎曲變形監測的光纖傳感技術試驗研究
6.2.1第一次試驗研究
6.2.2第二次試驗研究
6.2.3本節小結
6.3光纖傳感變形監測技術在豎井工程變形監測中的應用
6.3.1主副井變形光纖光柵傳感器監測方案設計
6.3.2三礦主井變形光纖光柵監測方案實施過程
6.3.3FBG傳感器現場初次測試結果
6.3.4本節小結
6.4光纖傳感監測技術在破碎站硐室變形監測中的應用
6.4.1分佈光纖監測設計與實施情況
6.4.2FBG傳感監測技術在破碎站硐室的變形監測
6.4.3現場實施過程
6.5分布式光纖在二礦區14行風井圍岩變形監測中的應用
6.5.1二礦區14行風井注漿鑽孔光纖監測設計
6.5.2光纖鑽孔埋設現場實施
6.5.3二礦區14行風井監測鑽孔測試
6.5.4本節小結
6.6分布式光纖在采場圍岩與充填體變形監測中的
6.6.1連接14行風井水平巷道圍岩變形監測方案設計
6.6.2光纖埋設的實施過程
6.6.3本節小結
6.7本章小結

第7章礦區地表岩移信息管理與分析系統開發及應用
7.1地表岩移信息管理及分析系統
7.1.1概述
7.1.2系統總體設計
7.1.3數據庫的構建
7.1.4數據庫管理功能
7.1.5岩移分析功能的實現
7.1.6岩移信息管理系統
7.2充填法採礦岩移機理與岩移速率分析
7.2.1構造應力場對金屬礦山岩層移動影響
7.2.2采動影響下金川礦山岩層移動機理分析
7.2.3采動影響下金川礦山岩層沉降機理分析
7.2.4二礦區GPs監測地表岩移速率分析
7.2.5地表岩移速率折返點分析
7.2.6陡傾礦體開採地表岩移速率的空間分佈
7.3等效數值模型建立與深部採礦岩移預測
7.3.1二礦區充填法開採情況簡介
7.3.2基於正交數值試驗建立等效數值模型
7.3.3基於遺傳算法的等效岩體參數識別
7.3.4優化參數的可靠性檢驗
7.3.5二礦區多中段連續開採地表岩移預測
7.4基於等效數值模型雙中段開採分析與風險評價
7.4.1二礦區1#礦體雙中段開採模擬
7.4.2雙中段開採采場穩定性分析
7.5本章小結

第8章大面積采場圍岩變形信息管理與安全分析
8.1系統總體設計
8.1.1系統可利用信息
8.1.2系統主要功能
8.1.3系統開發技術
8.1.4系統總體框架圖
8.2系統詳細設計
8.2.1數據庫設計
8.2.2系統功能設計
8.3信息管理系統的實現
8.3.1數據庫功能
8.3.2系統功能
8.3.3系統管理
8.3.4數據管理
8.3.5數據處理
8.3.6三維顯示
8.3.7安全預測
8.4地表岩移預測網絡設計與實現
8.4.1Elman神經網絡簡介
8.4.2地表岩移預測網絡設計
8.4.3地表岩移預測系統的實現
8.5地表岩移預測系統測試
8.5.1各行線地表岩移預測結果測試
8.5.2地表岩移預測結果測試
8.5.3地表岩移預測系統可靠性測試
8.6本章小結

第9章礦山豎井工程變形機理與穩定性控制
9.1豎井工程變形破壞機理及影響因素
9.11豎井工程穩定性調查與分析
9.12豎井圍岩變形破壞機制
9.1.3金川豎井工程穩定性影響因素"
9.2二礦區14行風井破壞機理分析
9.2.1井筒工程地質及水文地質特徵
9.2.2回風井破壞過程的數值仿真分析
9.2.3采動影響下豎井破壞機理
9.3二礦區14行風井返修支護方案數值分析
9.3.1礦區豎井穩定狀況
9.3.214行風井返修支護方案
9.3.3噴錨網支護作用分析
9.3.414行風井返修方案數值分析
9.3.5支護效果評價
9.3.6深部開採對14行風井穩定性影響
9.4深部開採對西主井穩定性影響分析
9.4.1概述
9.4.2西主井工程地質和水文地質條件
9.4.3二礦區西主井數值分析模型
9.4.4二礦區西主井數值分析結果
9.4.5西主井穩定性分析和安全評價
9.4.6本節小結
9.5本章小結

第10章結束語
參考文獻

2）光纖埋設的工程措施
為了確保在巷道中埋設的分布式光纖安全可靠，一方面提高光纖設計的可靠性，即在同一光纖槽中布設3～4條。當其中一條光纜失效，另外幾條仍可以正常監測，由此提高光纖監測的安全度。另一方面，從技術上解決光纖穿越軌道以及光纖出口的保護措施，并提高施工質量，確保光纖埋設的安全可靠。
6.2基于梁彎曲變形監測的光纖傳感技術試驗研究
6.2.1第一次試驗研究
1.試驗目的與意義
光纖傳感技術于20世紀70年代末被提出。近幾十年來，研究了不同機理的分布式應變測量系統，并在多個領域使其逐步應用。目前這項技術已成為光纖傳感器技術中最具前途的技術之一。分布式光纖應變測量系統能在整條光纖的長度上，以距離的連續函數形式傳感出被測應變隨光纖長度方向的變化。分布式光纖應變傳感器中的光纖，既是傳輸介質又是傳感介質，它具有抗電磁干擾、防燃、尺寸小、對被測應變場的影響小等其他傳感器無法比擬的優點。但分布式光纖在豎井變形監測的應用還不多見。考慮到豎井變形機理以及采用的間接實施方案，認識到光纖傳感技術在豎井變形監測中成功的應用關鍵在于以下3個方面。
1）分布式光纖埋人技術和可靠性
將光纖傳感器牢固地埋入連接豎井的圍巖中，使光纖與圍巖黏結于一體，實現同步受力和變形，確保光纖與圍巖實現同步變形。實現此目標涉及兩個方面：其一，光纖埋入技術，包括埋人方式、技術參數和黏結材料等；其二，光纖埋設施工工藝與施工質量。
2）與豎井工程相匹配的光纖傳感器選取
不同豎井工程的變形機理、破壞模式和變形特性存在較大差異。因此豎井結構的變形速率和累積變形量也存在較大差異。光纖傳感器粗細的選取既滿足測量精度，又能適應較大變形量程的要求。否則，或者監測精度較低，難以揭示豎井的初期變形，或者光纖最大變形較小，導致光纖拉斷而使監測失效。
3）光纖傳感器布設
考慮到豎井結構的變形機理與失穩模式，對豎井結構進行合理布設，也是光纖變形監測的關鍵技術。第3個問題直接涉及豎井工程，而光纖傳感器埋人技術和光纖傳感器匹配問題可以在室內試驗加以研究。考慮到光纖傳感監測技術在礦山豎井變形監測尚處于探索之中，鑒于金川豎井監測的重要性。因此有必要開展室內研究工作。通過室內試驗研究，研究揭示不同光纖傳感器的不同埋入方式、黏結材料以及施工工藝對結構變形監測的效果，由此優化光纖斷面尺寸、切槽參數、黏結材料和施工工藝，從而為豎井工程的光纖監測提供理論依據，積累經驗，確保光纖埋設的可靠實施。