石膏矿采空区安全控制

本书以石膏矿采空区安全管理为研究对象，在石膏矿床地质分析基础上，阐述了石膏矿常用采矿方法——房柱法的技术特征；在相似模拟基础上分析了大面积采空区冒落诱发动力灾害的机理，建立了空气冲击气浪风速预测模型和冒落矿震强度预测模型；在总结部分矿山矿房顶板与采空区冒落失稳规律的基础上， 基于可靠性理论建立了石膏矿采空区失稳风险评价模型，并对33个石膏矿进行了风险分析。运用FLAC3D对石膏矿采空区现状稳定性进行了评价；进一步研究发现，由于石膏矿岩的特殊物理力学性质，蠕变效用显著，扰动流变耦合作用加剧了矿柱与顶板围岩的破坏进程，更好地解释了石膏矿采空区大冒落的周期性，提出了采空区大范围岩移“隔离矿柱——关键层”控制体系，并基于此提出了石膏矿采空区处理关键技术，为石膏矿采空区治理奠定了基础。本书可供科研院所研究人员，矿业类本科生、研究生和矿山企业技术与安全管理人员参考使用。

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采空区大范围岩移“隔离矿柱——关键层”控制体系

目录：

引言1第一章 石膏矿开采技术31.1 石膏矿床地质特征(石膏矿物物化性质)31.2 石膏矿采矿方法——房柱法51.2.1房柱法概述51.2.2房柱法实例61.3 遗留采空区灾害121.3.1采空区灾害类型及特征121.3.2矿山采空区灾害形式12第二章 石膏矿岩物理力学特征142.1 国内外岩石流变研究142.2 石膏矿岩基本力学性质162.2.1石膏岩石基本力学性质试验研究172.2.2岩石流变本构关系192.3 石膏矿岩蠕变222.4 扰动流变耦合作用242.4.1扰动流变耦合作用机理242.4.2不同情况下石膏岩石蠕变试验研究32第三章 石膏矿采空区灾变机理413.1 灾变机理简介423.1.1国内外研究综述423.1.2矿山采空区灾害综合分析443.2 冲击气浪503.2.1冲击气浪模拟试验研究503.2.2结论583.3 冒落型矿震593.3.1冒落型矿震模拟试验研究593.3.2冒落型矿震特征77第四章 石膏矿采空区稳定性分析与评价794.1 石膏矿区的分析与评价794.1.1石膏矿采空区稳定型分析与评价的复杂性794.1.2评价方法与模型834.2 稳定性风险评价844.2.1采空区风险性评价方法与指标844.2.2稳定性风险评价实例(以类比模型法为例)884.3 石膏矿采空区长期稳定性924.3.1长期稳定性研究意义924.3.2石膏矿采空区长期稳定性演变机制及破坏模式924.3.3多因素耦合作用下石膏矿采空区稳定性演变974.3.4基于经典力学石膏矿采场矿块结构参数优化及稳定性研究994.3.5流变扰动等导致岩石力学参数变化后的矿块结构参数优化100第五章 石膏矿采空区处理方法与技术1075.1 常用方法与技术评述1085.1.1石膏矿采空区处理方法与关键技术研究1085.1.2大面积采空区稳定性控制体系1095.1.3关键层对大规模岩层移动的控制1225.1.4隔离矿柱与关键层匹配设计1225.2 石膏矿采空区处理技术及其特点1235.2.1封闭处理采空区1235.2.2缓冲层对冲击气浪的缓冲作用1295.2.3充填处理采空区1385.2.4崩落法处理采空区1395.3 强制崩顶处理采空区案例1415.3.1矿山开采状况1415.3.2矿山采空区现状1425.3.3设计方案142参考文献149

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郑怀昌，山东理工大学，中国硅酸学会非矿分会理事，教授，院长，针对石膏矿采空区大面积冒落引发的井下人员死亡、地表变形以及矿山地震等问题开展了调查研究，先后得到山东省自然科学基金和山东省科技攻关计划项目支持，并受山东省安全生产监督管理局委托，开展山东省境内44家石膏矿采空区危险性评价工作；先后为8家石膏矿山进行了采空区稳定性和采矿方法研究，近年来结合石膏矿山采空区利用，开展了石膏矿采空区长期稳定性研究，围绕石膏矿采空区安全发表学术论文十余篇，授权发明专利3项。

作者通过多途径研究建立了石膏矿采空区的失稳风险评价模型，提出了采空区大范围岩移“隔离矿柱——关键层”控制体系。