《煤礦開采損害與保護/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》全面系統(tǒng)地闡述了煤礦巖層與地表移動的基本知識,概括了我國煤礦“三下一上”(建筑物下、水體下、鐵路下和承壓水上)采煤研究的全新成果和先進技術。內(nèi)容包括:開采引起的地表移動和變形規(guī)律、建(構)筑物保護煤柱設計、地表移動和變形預計、地表移動和變形觀測、建筑物下采煤技術、水體下與承壓水上采煤技術、線性構筑物(鐵路、公路、高壓輸電線路鐵塔)下采煤技術、井筒與工業(yè)廣場煤柱開采、開采對環(huán)境的影響及采取的保護措施。
《煤礦開采損害與保護/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》可作為采礦工程、測繪工程、災害防治工程等專業(yè)本科、研究生的教材或教學參考書,也可供從事煤礦開采損害與保護技術研究的科研人員及礦山企業(yè)的工程技術人員閱讀參考。
煤炭資源從地下采出以后,周圍巖體的原巖應力平衡狀態(tài)遭到破壞,若不加以保護,可誘發(fā)一系列的災害問題。隨著大量煤炭資源從地下采出,開采所引起的巖層與地表沉陷及其環(huán)境災害問題日益突出。因此,開采損害與保護一直是世界范圍內(nèi)亟待解決的技術問題。開采煤炭資源若不加以開采后的保護,不僅會引起礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、地面村莊建筑物、鐵路、公路、水體、橋涵、管道、耕地、高壓輸電線路等的破壞,而且會給煤炭企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟賠償負擔,同時也會影響到礦區(qū)乃至社會的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。我國人口眾多,村莊稠密,村莊壓煤尤為嚴重,村莊等建筑物下采煤一直是困擾我國煤礦生產(chǎn)的重大問題。我國生產(chǎn)礦井“三下”(建筑物下、水體下、鐵路下)壓煤量達1.4×1010t以上,其中建筑物下壓煤8.76×109t。特別是在一些老礦區(qū),可采煤炭資源逐步枯竭,“三下”壓煤問題更為突出。因此,研究煤礦開采損害與保護技術,對于解放“三下”壓煤、提高煤炭資源回收率、預防或減輕采動損害、保護地表建(構)筑物和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
本書在引用前人研究成果的基礎上,總結了煤礦開采損害與保護技術的研究與教學工作經(jīng)驗,全面系統(tǒng)地闡述了煤礦巖層與地表移動的基本知識,概括了我國煤礦“三下一上”采煤研究的最新成果和先進技術。書中附有大量的工程實例和圖片,對一些問題的描述比較直觀,增強了本書的實用性和可讀性。編者結合多年的教學實踐經(jīng)驗并參照課程教學大綱編寫此書,同時,該書獲得國家自然科學基金(煤炭聯(lián)合基金)重點資助項目(U1261206)、河南省創(chuàng)新型科技人才隊伍建設工程和河南理工大學創(chuàng)新型科研團隊支持計劃(T2013-1)的資助。
本書是“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材。全書由河南理工大學郭文兵教授任主編。中國礦業(yè)大學譚志祥教授,遼寧工程技術大學蘇仲杰教授、楊帆教授,安徽理工大學楊科教授,河南理工大學陳俊杰教授、柴華彬副教授、宋常勝副教授任副主編。全書由郭文兵統(tǒng)稿、定稿,中國礦業(yè)大學鄧喀中教授、河南理工大學鄒友峰教授任主審。全書分為十章:第一章、第六章由郭文兵編寫,第二章由譚志祥編寫,第三章由柴華彬編寫,第四章由陳俊杰編寫,第五章由譚志祥、郭文兵、宋常勝共同編寫,第七章由楊科編寫,第八章由宋常勝、郭文兵共同編寫,第九章由蘇仲杰編寫,第十章由楊帆、柴華彬共同編寫。
本書在編寫過程中,得到了河南理工大學周英教授、景國勛教授、勾攀峰教授的熱情指導,河南理工大學博士生王云廣、研究生徐飛亞、婁高中、黃廣帥、白二虎、王金帥、李圣軍等參與了書稿的整理和編排工作,在此一并向他們表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,書中可能存在一些不足之處,歡迎讀者批評指正!
郭文兵,男,生于1969年10月,河南省寧陵縣人,教授,博士生導師,中國煤炭學會煤礦開采損害技術鑒定委員會委員,現(xiàn)任河南理工大學能源科學與工程學院副院長。1991、1994年分別獲采礦工程專業(yè)學士、碩士學位,2004年在中國礦業(yè)大學獲博士學位,2005-2006年在美國West Virginia University采礦工程系訪學。先后被評為“河南省優(yōu)秀青年科技專家”、“河南省杰出青年科學基金獲得者”、“河南省優(yōu)秀教師”、“河南省學術技術帶頭人”。主要從事巖層移動與“三下”采煤方面的科研與教學工作。主持國家自然科學基金項目、大型企業(yè)委托項目等60余項,獲省部級科技進步獎6項;發(fā)表論文90余篇,其中被SCI、EI收錄26篇;出版《煤礦開采損害與保護》等專(譯)著、教材5部。
第一章 地表移動和變形規(guī)律
第一節(jié) 開采引起的巖層和地表移動
第二節(jié) 盆地內(nèi)地表移動和變形分析
第三節(jié) 移動穩(wěn)定后盆地內(nèi)移動和變形分布規(guī)律
第四節(jié) 采動過程中主斷面內(nèi)移動和變形分布規(guī)律
第五節(jié) 巖層和地表移動與地質(zhì)采礦條件的關系
第六節(jié) 特殊地質(zhì)采礦條件下的巖層及地表移動規(guī)律
復習思考題
第二章 保護煤柱留設
第一節(jié) 保護煤柱留設基礎知識
第二節(jié) 保護煤柱留設方法
第三節(jié) 特殊類型煤柱的留設方法
復習思考題
第三章 地表移動和變形預計
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 概率積分法
第三節(jié) 典型曲線法
第四節(jié) 剖面函數(shù)法
復習思考題
第四章 地表移動和變形觀測
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 地表移動觀測站設計
第三節(jié) 地表移動觀測站的觀測工作
第四節(jié) 實測資料的數(shù)據(jù)處理和分析
第五節(jié) 地表移動和變形監(jiān)測新技術
復習思考題
第五章 建筑物下采煤
第一節(jié) 建筑物的采動損害與評定
第二節(jié) 建筑物下采煤的協(xié)調(diào)開采方法
第三節(jié) 條帶開采法
第四節(jié) 充填開采法
第五節(jié) 柱式采煤法
第六節(jié) 建(構)筑物加固防護措施
第七節(jié) 建筑物下采煤設計和觀測工作
復習思考題
第六章 水體下采煤
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 覆巖破壞規(guī)律
第三節(jié) 覆巖破壞高度地面鉆孔觀測
第四節(jié) 水體下采煤的技術措施
復習思考題
第七章 承壓水上采煤
第一節(jié) 底板突水類型及底板破壞規(guī)律
第二節(jié) 影響底板突水的主要因素
第三節(jié) 承壓水體采動等級和防水安全煤巖柱留設方法
第四節(jié) 底板突水預測方法
第五節(jié) 承壓水上采煤方案和安全技術措施
復習思考題
第八章 線性構筑物下采煤
第一節(jié) 地下開采對鐵路的影響及防護措施
第二節(jié) 地下開采對公路的影響及防護措施
第三節(jié) 地下開采對高壓輸電線路的影響及防護措施
復習思考題
第九章 井筒與工業(yè)廣場煤柱開采
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 井筒煤柱開采對立井的影響及計算
第三節(jié) 井筒與工業(yè)廣場煤柱開采原則及措施
第四節(jié) 立井偏斜與井壁應力應變觀測
復習思考題
第十章 開采對環(huán)境的影響及采取的保護措施
第一節(jié) 煤炭開采對環(huán)境影響現(xiàn)狀
第二節(jié) 開采沉陷對環(huán)境影響評價
第三節(jié) 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護措施
第四節(jié) 礦區(qū)破壞土地治理
第五節(jié) 開采沉陷區(qū)建筑土地利用
第六節(jié) 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護實例
復習思考題
參考文獻