采动岩体渗流力学研究进展

采动岩体渗流力学是建立在渗流失稳假说基础上的学科。介绍了采动岩体渗流力学的工程背景、数学基础以
及采动岩体渗流力学的几个研究方向。从实验研究、非线性行为和复杂行为3 个方面介绍了采动岩体渗流力学的研
究进展,并对采动岩体渗流力学的发展趋势进行了展望。认为,采动岩体渗流力学具有极大的发展潜力,随着能源结
构的变化,煤炭资源开采的环保要求更加苛刻,采动岩体渗流力学面临的挑战更加严峻。因此,采动岩体渗流力学实
验研究对象将进一步扩大;当代数学理论在采动岩体渗流力学中将得到越来越广泛的应用;采动岩体渗流系统复杂性
行为研究将不断深入;微分动力系统定性理论的应用将促使采动岩体渗流力学成为一门特色鲜明的学科;时变边界采
动岩体渗流系统的研究将推动采动岩体渗流力学走向成熟。     

山区典型地貌表土层采动滑移规律的数值模拟分析

山区采动滑移是在复杂的地形、地质及采矿条件下多种影响因素的综合结果,用有限元法从岩石力学角度出发研究采动地表和岩层内部的移动与变形的力学机制,选取了4个山区典型地貌,在整个采动覆岩至地表的全断面上进行力学模拟分析,并与实测资料分析对比,着重研究了表土层采动滑移的特点,并从中总结出山区表土层采动滑移的一般规律。     

矿山岩体力学及工程的研究进展与展望

文章针对采矿工程的实际问题，综述了矿山岩体力学理论与应用的研究进展，主要内容包括矿山岩体力学的损伤研究与应用、矿山岩体力学的分形研究与应用和矿山岩体力学损伤与分形研究的工程应用；讨论了矿山岩体力学今后的研究方向，即深部开采带来的工程灾害防治、开采方法选择的科学问题与关键技术措施。     

矿山岩体采动响应与控制工程学及其应用

矿山岩体采动响应与控制工程学及其应用ＭｉｎｉｎｇＲｏｓｐｏｎｓｅｏｎＲｏｃｋＭａｓｓｅｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ￥／／刘天泉（煤炭科学研究总院，中国工程院院士北京１０００１３）矿山生产建设主要在...     

岩层与地表移动问题的力学模型的选择

岩层与地在移动是一个发展的过程，从开始开采到移动结束，岩体的特性发生了很大的改变，使用力学模型解决岩层与地在移动问题必须使模型简化，但应满足合理的工程精度要求，否则将导致结论的谬误。在反算岩移参数时，可以使用采前的力学模型把开采作为边界条件模拟输入，也可使用采后的力学模型，即岩体已形成了三带。采后的力学模型由于已将来空区考虑为被岩石充填，故计算的应力可能异于顶板尚未冒落的岩休的应力。在承压水上开采和水体下开采时，应该采用采前的力学模型。     

国家自然科学基金资助采动损害与控制类项目分析

回顾了国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学一处近六年资助采动损害与控制项目的基本情况。基金资助采动损害与控制类项目的主要内容为岩石破坏基本性质研究、采动损害机理研究、采动损害非线性动态力学模型研究、采动损害与控制预测预报研究、采动损害治理与控制基础研究。并介绍了此类项目的主要研究内容。     

金属矿地下开采采场灾害预警系统的研究

采场冒落是金属矿地下开采安全事故的主要形式．在对其影响因素影响分析的基础上，提出了岩体质量、岩体时效特性、采场暴露面积与爆破冲击为影响采场稳定性的主要因素。并应用岩石力学、损伤力学与数值模拟等方法，结合现场声波测试。从上述4个主控因素着手构建了其影响度函数与其影响权重，然后给出了采场稳定性综合评判方法与评判标准．并根据各影响因素的影响度，揭示了待采采场潜在的隐患与诱因，而后提出了相应的防范措施．最后以我国大冶铜绿山铜铁矿的应用为例介绍了该系统的使用方法.图2，表6，参10．     

裂隙与破断岩体力学的分形研究

工程岩体的稳定性主要取决于裂隙与破断岩体的力学行为,由于其复杂和无序性,因此一直是岩石力学研究领域的热点和难点之一．本文简要概述了运用分形几何理论研究裂隙与破断岩体力学行为的主要工作,包括：(a)岩石节理表面几何形态的分形描述和测量方法;(b)岩石节理力学行为的分形研究：(c)裂隙岩体离散强度的分形研究;(d)利用分形几何理论研究和解决采矿工程中问题,如断层分布和开采沉陷,放顶煤开采过程中裂隙演化及块度分布等.     

节理对采动覆岩断裂边界影响的研究

探讨了采动覆岩断裂边界形成的力学原理及特征，研究了岩体中的初始节理对采动覆岩断裂边界的控制作用，建立了节理端部附近的最大切向应力值和节理开裂的力学条件，分析了节理对断裂边界的影响规律，并利用实验进行了验证，与实验结果相吻合。     

条带法开采控制地表沉陷的新探讨

本文以相似材料物理模拟、有限元数值模拟和力学分析为手段;对条带法开采控制地表沉陷进行了深入的研究.揭示了条带法开采顶板岩层的破坏过程、破坏形态、破坏范围及整个覆岩体的移动与变形规律,特别是对波浪状下沉在覆岩中的传播机理和传播高度进行了较深入的探讨.给出了覆岩中波浪状下沉传播高度与条带采留宽度尺寸之间的关系和条带法开采地表下沉系数的表达式.划分出了条采覆岩破坏的三个影响带.在此基础上,提出了控制地表沉陷条带来留宽度设计所遵循的三个原则:即地表允许变形原则,煤柱稳定性原则和回采率原则.根据这三个原则,得出了条带采留宽度合理尺寸新的确定方法.所得结论对条带开采设计具有指导意义.     

开采扰动区断层采动活化诱发岩体动态变形模型实验

开采扰动区断层采动活化是诱发动力学灾害的典型难题之一。断层采动活化诱发岩体动态变形规律研究是揭示煤岩体结构、应力与力学行为对灾害控制作用的基础前提。通过对物理相似模型实验和声发射、应力与变形指标监测,揭示开采扰动区断层下盘、断层附近及断层上盘随工作面推进覆岩运移和矿压显现规律。实验研究表明:断层存在破坏了煤层顶板及上覆岩层的整体连续性,工作面矿压及上覆岩层垮落规律表现异常,断层极易活化,滑移现象明显;断层活化诱发上覆岩层发生整体切落,对工作面前方煤体产生很高的集中应力载荷,易诱发动力灾害。这为采动岩体动态断裂失稳和突水等灾害预报与调控提供理论依据。     

岩体声发射检测技术在采场顶板安全分级中的应用

岩体在破坏过程中，必然产生声发射现象。岩体声发射的频度、强弱及高能事件与岩体的破坏过程密切相关。根据岩体声发射的特点及其相关参数将岩体声发射检测技术应用于采场顶板安全等级划分，为采矿安全管理提供技术指导。矿山实际应用情况表明该方法是可行的。     

复合采动影响下地表变形预测与危险区划分方法

矿山岩体工程开挖将改变原岩应力状态,由此引起岩体本身及周围一定区域的移动和变形,地下与露天复合开采的矿山更是如此,其变形速率之大、范围之广、时间之长已严重地影响周边环境的安全。通过对地下与露天复合采动影响下地表变形规律进行研究,建立了相应的移动模型。在此基础上,对移动参数的计算方法及地面变形区的划分方法等问题进行了研究。然后,依据当前形量和后续变形量大小,对矿山继续开采可能产生的破坏范围进行了划分     

地下采矿诱发山体滑坡的规律研究

在具有滑坡地形地质条件的山体下采矿而诱发的采动滑坡，是山区地表采动损害的主要形式之一，也是开采沉陷学和滑坡学研究的新课题。本文以陕西省韩城象山采动滑坡为模型，通过相似材料模拟实验和有限元数值分析，对采动诱发山体顺层（面）滑坡的机制和采动滑坡的特点及其地形地质条件进行分析研究与成固分类。     

构造介质对采动损害控制机理的数值试验研究

采用岩石破裂与失稳分析系统（RFPA），对不同构造介质条件下煤矿区的采动损害分别进行数值试验。试验结果表明，在同样强度的开采下，坚硬覆岩具有较强的抗扰动能力，地下开采对地表损害相对较弱；而软弱覆岩抗扰动能力较弱，开采比较容易引起地表损害。结论对于进一步研究煤矿区环境灾害的发生和发展规律及有效地控制煤矿区的环境灾害有一定的理论指导意义。     

大顶铁矿露天采场边坡稳定性分析与优化设计

针对大顶铁矿露天采场边坡岩体强度低、稳定性差的特点,在系统的现场工程地质、水文地质、岩体结构与岩性分布调查和岩石物理力学性质试验基础上,采用符合现代岩石力学原理的数值模拟和极限平衡相结合的方法,进行边坡稳定性和设计优化研究,并推荐了该矿的边坡设计方案.总体边坡角比原设计平均提高3°以上.     

采准巷道支护与地应力场的关系

地下工程围岩与支护的破坏问题,归根到底是一个结构失稳与破坏的力学问题。所以,岩体的不同介质属性及结构特征有不同的失稳破坏规律。因此,原地应力或采场压力作用下围岩与支护的破坏形态,必然与所处力场特征有相应的关系。但目前在采准巷道支护问题究研中,偏重于采动压力作用下的支护研究,对未受采动压力影响时的支护问题没有预以应有的重视,也没有进一步研究两者之间的关系。这对加速采准巷道支护改革及系列化问题的研究是不利的。本文想就后者作一粗浅的探讨。     

露井联采边坡稳定性数值模拟

为了揭示露井联采条件下边坡岩体变形破坏规律,结合平庄西露天矿工程实际,基于强度折减法,应用RFPA-SRM模拟岩体的变形破坏过程,分析了边坡的稳定性,表明受到双重采动的影响,边坡岩体的变形加剧,稳定性下降.该成果对露井联采矿山具有一定的参考价值和指导意义.     

复合采动下边坡岩体滑移规律及其数值分析

在数值分析与实际变形分析的基础上,探讨复合开采影响下岩体内部的应力变化特点,由于在地下与露天复合开有作用下,岩体变形的叠加作用与变化特征取决于２种采矿的各自开挖量;当边坡角较小时,岩体变形更多地表现地下采动特性,而在相同地下采动影响下,随着露天边坡角增大,其相应的变形范围和变形深度均增大：２种开挖量大小直接影响各单元体主应力矢量大小和方向,并且其中每个开挖量的变化都将使岩体产生不同的破坏特点和９骨     

采动影响下松藻矿区近地表溶洞的变形破坏规律

针对松藻矿区地质采矿条件,从弹性力学和随机介质理论出发,导出了采动地表溶洞顶板拉裂及稳定性计算模型;建立了溶洞跨距、埋藏深度及开采移动变形之间的数学关系;分析了在松藻矿区基岩裸露条件下,浅地表溶洞受采动影响的变形破坏规律。