矿山采动岩体稳定性智能监测、表征及预警

1绪论1 1.1矿山采动岩体稳定性国内外研究现状1 1.2本书的主要研究内容12 参考文献12 2矿山采动岩体微震数字信号处理技术20 2.1数字信号原理20 2.2微震信号去噪与数字滤波器设计30 2.3微震信号到时自动拾取34 2.4微震信号的时、频参数41 2.5传感器阵列排布分析44 2.6微震事件定位算法51 参考文献58 3基于微震监测的岩体破裂机制分析理论与方法61 3.1岩石破裂源矩张量理论61 3.2岩体破裂震源模型及破裂类型划分67 3.3基于多通道奇异谱分析的矩张量反演74 参考文献88 4矿山采动岩体微震事件的震源参数计算理论与方法92 4.1微震源的辐射花样92 4.2微震源辐射能量量化方法95 4.3岩体破裂尺度的量化方法96 4.4破裂面位错及开度的量化方法100 参考文献101 5微震派生裂隙网络模型构建及矿山围岩损伤渗流通道识别方法102 5.1岩体破裂震源机制与应力的关系102 5.2主应力已知条件下的裂隙识别103 5.3主应力未知条件下的裂隙识别105 5.4微震派生裂隙渗流网络模型构建108 5.5微震派生裂隙渗流网络模型渗流计算113 5.6微震派生裂隙渗流网络模型主通道识别115 5.7工程案例验证116 参考文献119 6基于微震数据与数值模拟的矿山岩体损伤演化动态表征方法122 6.1引言122 6.2基于微震辐射能的岩体损伤模型建立123 6.3基于多微震参数的岩体损伤模型建立127 6.4基于微震派生裂隙的损伤模型建立129 参考文献131 7石人沟铁矿围岩损伤智能监测及预警指标体系研究134 7.1工程概况及微震监测系统134 7.2基于微震参数的围岩损伤过程分析139 7.3围岩破裂机制分析142 7.4微震派生裂隙网络模型构建144 7.5围岩渗透特性分析146 7.6渗流通道形成过程分析152 7.7数值模型建立及关联系数求解156 7.8基于损伤模型的围岩损伤演化过程分析158 7.9围岩剪切破裂区演化过程分析161 7.10预警指标体系研究162 参考文献167 8夏甸金矿采动岩体稳定性智能监测及试验采场结构评估研究170 8.1矿区概况170 8.2矿区微震监测系统建立171 8.3微震监测精度验证与波形处理173 8.4开采扰动下的采场围岩微震活动性响应特征176 8.5开采扰动下的采场围岩稳定性分析188 8.6矿房结构参数优化203 参考文献206 9张马屯铁矿采动围岩损伤破坏突水通道监测及形成机理研究207 9.1矿山概况和微震监测系统简介207 9.2数据分析和讨论209 9.3通道形成机理215 9.4数值模拟解译渗流通道形成过程和机理218 参考文献221 10大孤山铁矿边坡岩体滑坡监测及智能预警云平台建设222 10.1矿区概况与工程地质调查222 10.2监测系统的布置与数据解译227 10.3基于微震数据的边坡岩体稳定性评价232 10.4露天矿滑坡案例库建立及预警指标体系构建233 10.5滑坡预测预警及可视化平台241 参考文献248 11小纪汗煤矿开采覆岩破断过程动态监测及预警指标体系研究250 11.1小纪汗煤矿及11203工作面概况250 11.2高强度开采工作面微震活动时空演化规律及岩层破断预警指标研究253 11.3考虑微震效应的煤层采动覆岩断裂机理研究275 参考文献290