《深井軟巖巷道鋼管混凝土支架支護(hù)技術(shù)》從支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝、承載能力等方面人手，深入研究了井下灌注式鋼管混凝土支架結(jié)構(gòu)，提出了鋼管混凝土支架支護(hù)工藝，開發(fā)了一整套基于鋼管混凝土支架的支護(hù)理論與工程技術(shù)。同時(shí)，《深井軟巖巷道鋼管混凝土支架支護(hù)技術(shù)》介紹了鋼管混凝土短柱壁厚效應(yīng)、鋼管混凝土支架承載能力計(jì)算方法、鋼管混凝土支架抗彎強(qiáng)化及其承載力計(jì)算方法等一系列具有實(shí)用性的理論成果。
《深井軟巖巷道鋼管混凝土支架支護(hù)技術(shù)》可供從事采礦工程、巖土工程、工程地質(zhì)等研究領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研工作者及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。
隨著煤礦開采逐漸向深部發(fā)展，越來越多的礦井面臨著大埋深、高應(yīng)力、軟巖、動壓及過斷層或沖刷帶等巷道支護(hù)問題。采用低成本的支護(hù)技術(shù)，得到更大的支護(hù)反力，取得更好的巷道支護(hù)效果是深井軟巖巷道支護(hù)工作者不斷追尋的目標(biāo)。
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是在空鋼管內(nèi)充填混凝土形成的一種組合構(gòu)件，鋼管為核心混凝土提供套箍力，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，混凝土的強(qiáng)度成倍增加；而核心混凝土的存在一方面提高了整體強(qiáng)度，另一方面則避免了薄壁鋼管的內(nèi)凹屈曲破壞。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有高承載能力和良好的經(jīng)濟(jì)效益，在地面建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，將鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于采礦工程，可為深井軟巖巷道支護(hù)提供一種新型高承載力支架。
井下灌注式鋼管混凝土支架是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）高延法教授發(fā)明的一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，從2008年進(jìn)行第一次工業(yè)性實(shí)驗(yàn)至今，已經(jīng)有22個(gè)礦井的61條巷道實(shí)施了鋼管混凝土支架支護(hù)。該種支護(hù)方式得到了煤炭企業(yè)的一致好評，解決了諸多礦井的支護(hù)難題，巷道類型包括千米深井巷道、軟巖和極軟巖巷道、動壓巷道、斷層破碎帶巷道、巖溶陷落柱巷道和變電所等重點(diǎn)硐室。
本書通過在實(shí)驗(yàn)室測試不同壁厚鋼管混凝土短柱承載能力、鋼管混凝土直梁與鋼管混凝土圓弧抗彎拱承載能力及鋼管混凝土支架整體承載能力，得到了鋼管混凝土短柱壁厚效應(yīng)、鋼管混凝土的中性層偏移規(guī)律、鋼管混凝土支架承載力計(jì)算方法及其抗彎強(qiáng)化方法等一系列具有實(shí)用性的理論成果。同時(shí)，本書研究了深井軟巖巷道承壓環(huán)力學(xué)模型、深井軟巖巷道復(fù)合支護(hù)設(shè)計(jì)方法、應(yīng)力場梯度穩(wěn)定和深井軟巖流變擾動效應(yīng)等理論問題。本書的研究成果將為經(jīng)濟(jì)高效地解決深井軟巖巷道支護(hù)問題開辟一條新途徑。
在鋼管混凝土支架現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)研究過程中，得到了許多煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助，在此致以衷心感謝。他們是：開灤錢家營礦業(yè)分公司鄭慶學(xué)總工；龍煤鶴崗礦業(yè)公司嚴(yán)如令總工、何清江副總工，開拓處涂忠惠處長、孟慶江總工，南山煤礦任建民副總工，益新煤礦付振祥副礦長；中煤平朔集團(tuán)公司馮學(xué)武總經(jīng)理、高建軍總經(jīng)理，技術(shù)中心劉建宇主任、郭生科長；神華寧煤科技發(fā)展部劉銅強(qiáng)總工、朱守東副部長，清水營煤礦張建華礦長、黃相明礦長、丁學(xué)福總工，寧夏煤炭科學(xué)技術(shù)研究所武振國、楊志華；冀中能源趙慶彪總工、邵太升副總經(jīng)理，峰峰集團(tuán)劉書燦總工、王殿錄總工、尚書海副總工，查干淖爾一號井于廣龍總工、楊永遷科長、劉建剛科長、邢東煤礦謝國強(qiáng)礦長、杜小河總工、楊軍輝副總工、陳鋒部長，大淑村煤礦王建民總工；國投新集集團(tuán)王志根副總工、孔德山副部長、劉慶波主任、杜庫實(shí)總工；淮北礦業(yè)集團(tuán)楊莊煤礦孟德軍礦長、朱劍科長、李志偉科長；河南煤化集團(tuán)鶴壁礦業(yè)集團(tuán)公司張慶堂總工，生產(chǎn)部葛付東總工、王志強(qiáng)科長；沈陽焦煤有限責(zé)任公司夏洪滿副總；山東能源集團(tuán)新礦公司華豐煤礦李偉礦長、唐軍礦長、胡兆峰副礦長、安伯義總工、王同金副總工、魏禮剛副總、顧鵬科長；龍口煤電公司北皂煤礦李恭建礦長、袁承祿副總工；山東濟(jì)寧能源集團(tuán)陽城煤礦高立群礦長、薄福利礦長、丁希陽總工、毛慶福科長；金川集團(tuán)礦山工程公司穆玉生總工、劉福堂經(jīng)理、楊亞平經(jīng)理；衷心感謝中國礦業(yè)大學(xué)（北京）力建學(xué)院單仁亮教授、馮吉利教授、左建平教授、郭東明副教授和陳新副教授等人的幫助與支持；衷心感謝課題組成員：博士研究生牛學(xué)良、王波、王軍、曲廣龍、黃萬朋、李學(xué)彬、劉國磊、何曉升、劉珂銘、徐鵬飛，碩士研究生王正澤、鹿士忠、夏方遷、田英楠、馬鵬鵬、張慧敏、王超、王亮、張少峰、陳明程、楊柳、馮紹偉、趙偉、黃莎、朱全美、王東旭、徐斌經(jīng)、謝浩、張鳳銀、張磊等，感謝他們的幫助與支持。
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高延法，1962年生，山東滕州人，博士，教授，博導(dǎo)。1982年畢業(yè)于山東礦業(yè)學(xué)院（現(xiàn)山東科技大學(xué)），1985年獲碩士學(xué)位，1991年獲武漢水利電力學(xué)院博士學(xué)位。1985年至2005年在山東科技大學(xué)工作，1994年晉升為教授。2005年起在中國礦業(yè)大學(xué)（北京）工作。主要從事礦山巖體力學(xué)、深井軟巖巷道支護(hù)、開采沉陷控制和礦井水害防治等方面的教學(xué)和科研工作。
主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、省部級科研項(xiàng)目6項(xiàng)，參加國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）和國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目等5項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，出版專著和教材5部。獲國家發(fā)明專利12項(xiàng)，所發(fā)明的鋼管混凝土支架，已在20多個(gè)深井與軟巖煤礦成功應(yīng)用。獲得省部級科技進(jìn)步一等獎和二等獎6項(xiàng)，1993年起享受“政府特殊津貼”，1994年獲孫越崎優(yōu)秀青年科技獎。指導(dǎo)博士和碩士研究生40余名。
王軍，1985年生，山東寧陽縣人，講師，工學(xué)博士。2014年獲中國礦業(yè)大學(xué)（北京）巖土工程專業(yè)博士學(xué)位，現(xiàn)就職于山東建筑大學(xué)，主要從事礦山巖體力學(xué)、深井軟巖巷道支護(hù)與沿空留巷的科研工作。
王波，1981年生，山東陽谷縣人，副教授，工學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師。2009年獲中國礦業(yè)大學(xué)（北京）巖土工程專業(yè)博士學(xué)位，目前供職于華北科技學(xué)院，主要從事礦山巖體力學(xué)與軟巖巷道支護(hù)的科研工作，主持國家自然科學(xué)基金、河北省自然科學(xué)基金、河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目及企業(yè)委托項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，獲得國家專利11項(xiàng)，出版專著1部，獲得省部級科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)、三等獎1項(xiàng)。
前言
第1章 緒論
1．1 深井軟巖巷道支護(hù)技術(shù)與理論研究現(xiàn)狀
1．1．1 巷道穩(wěn)定性控制理論研究
1．1．2 深井軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究
1．2 井下灌注式鋼管混凝土支架支護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
第2章 鋼管混凝土支架結(jié)構(gòu)與承載能力
2．1 井下灌注式鋼管混凝土支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1．1 井下灌注式鋼管混凝土支架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1．2 鋼管混凝土支架的斷面形狀
2．1．3 鋼管混凝土支架各節(jié)間連接方式設(shè)計(jì)
2．1．4 鋼管混凝土支架間連接
2．2 鋼管混凝土支架注漿孔補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)研究
2．2．1 注漿孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．2．2 鋼管混凝土注漿孔段承載能力實(shí)驗(yàn)
2．3 早強(qiáng)型鋼管混凝土支架
2．3．1 早強(qiáng)型混凝土實(shí)驗(yàn)
2．3．2 早強(qiáng)型鋼管混凝土支架承載能力分析
2．3．3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)
2．4 巷道交岔點(diǎn)搭接式鋼管混凝土支架
2．4．1 交岔點(diǎn)支架整體結(jié)構(gòu)
2．4．2 異形支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．4．3 支撐架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．4．4 支架間對接方式設(shè)計(jì)
2．4．5 交岔點(diǎn)支架施工工藝
2．5 鋼管混凝土支架承載能力實(shí)驗(yàn)測試研究
2．5．1 鋼管混凝土支架承載力實(shí)驗(yàn)方案
2．5．2 扁橢圓鋼管混凝土支架實(shí)驗(yàn)
2．5．3 鋼管混凝土支架承載力實(shí)驗(yàn)匯總
2．6 鋼管混凝土支架支護(hù)施工工藝
2．6．1 鋼管混凝土支架井下安裝工藝
2．6．2 鋼管混凝土支架井下灌注工藝
第3章 鋼管混凝土短柱力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)及其壁厚效應(yīng)
3．1 鋼管混凝土短柱軸向壓縮實(shí)驗(yàn)
3．1．1 實(shí)驗(yàn)方案
3．1．2 直徑127mm鋼管混凝土短柱軸向壓縮實(shí)驗(yàn)
3．1．3 直徑168mm鋼管混凝土短柱軸向壓縮實(shí)驗(yàn)
3．1．4 直徑194mm鋼管混凝土短柱
3．2 鋼管混凝土短柱壁厚效應(yīng)的力學(xué)機(jī)理
3．2．1 鋼管受力分析
3．2．2 混凝土受力分析
第4章 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)抗彎性能及中性層偏移規(guī)律
4．1 鋼管混凝土抗彎強(qiáng)化直梁實(shí)驗(yàn)
4．1．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4．1．2 試件變形特征
4．1．3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4．2 鋼管混凝土直梁中性層偏移規(guī)律分析
4．2．1 中性層偏移過程分析
4．2．2 中性層偏移曲線分析
4．3 鋼管混凝土抗彎強(qiáng)化圓弧拱實(shí)驗(yàn)
4．3．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4．3．2 不同荷載形式下圓弧拱承載力分析
4．3．3 集中荷載作用下試件變形特征
4．3．4 集中荷載作用下圓弧拱荷載-位移曲線
4．4 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)抗彎性能實(shí)驗(yàn)匯總
第5章 深井軟巖巷道承壓環(huán)力學(xué)模型與理論研究
5．1 承壓環(huán)力學(xué)模型
5．1．1 承壓環(huán)概念的提出
5．1．2 承壓環(huán)力學(xué)模型的建立
5．1．3 承壓環(huán)強(qiáng)化支護(hù)作用下巷道穩(wěn)定的條件
5．1．4 承壓環(huán)強(qiáng)化支護(hù)作用機(jī)理分析
5．2 深井軟巖巷道承壓環(huán)的分類與支護(hù)設(shè)計(jì)方法
5．2．1 深井軟巖巷道承壓環(huán)的分類
5．2．2 深井軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì)方法
5．3 深井軟巖流變及其擾動效應(yīng)
……
第6章 邢東煤礦深井巷道鋼管混凝土支架支護(hù)研究
第7章 清水營軟巖巷道鋼管混凝土支架支護(hù)
第8章 鋼管混凝土支架在其他深井軟巖巷道中的應(yīng)用
第9章 鋼管混凝土支架經(jīng)濟(jì)效益與社會效益
參考文獻(xiàn)
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