矿井建设施工优化设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:东北大学出版社

作者:朱柏石

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:1993-12

价格:13.80

装帧:平装

isbn号码:9787810066877

丛书系列:

图书标签:

• 滴答滴
• 矿井建设
• 矿井施工
• 优化设计
• 工程技术
• 采矿工程
• 安全生产
• 成本控制
• 通风系统
• 支护技术
• 岩土工程

冶金工业的基石：现代竖井工程与安全技术探析 导言 深入地下，揭示矿产资源的奥秘，是现代工业文明得以持续发展的关键命脉。在众多地下工程形式中，竖井，作为连接地表与深部工作面的重要通道，其设计、施工和运营的质量，直接决定了整个矿山企业的效率、经济性和最核心的——安全性。本书并非聚焦于具体的“矿井建设施工优化设计”这一主题下的参数计算或特定工艺流程的比较分析，而是将视角投向竖井工程领域更宏观、更具前瞻性的技术脉络与管理体系，探讨在极端地质条件和日益严格的安全法规下，如何构建起一座兼具高效率、长寿命和绝对可靠性的地下生命线。 本书旨在为从事地下工程、矿业工程、土木工程的专业人士、科研人员以及高级管理人员，提供一套系统、深入且实用的现代竖井工程全生命周期技术图谱。我们将重点剖析当前世界范围内，特别是在深部开采、复杂水文地质、高地应力环境下的竖井工程所面临的共性挑战与突破性解决方案。 --- 第一部分：深部竖井地质与水文环境的精准认知与风险评估 任何成功的地下工程始于对环境的精确理解。本部分将深入探讨现代勘探技术如何为竖井选址和设计提供坚实的数据基础，特别是针对那些以往被认为难以穿透或处理的复杂地层。 1.1 超前地质预报与三维建模： 摒弃传统的点式勘探模式，介绍地质雷达（GPR）、地震波层析成像以及电磁波透射法在竖井穿层预报中的应用。重点解析如何利用高精度三维地质模型，实时识别潜在的突涌富水带、破碎带和高应力区，并将这些数据无缝集成到初步设计阶段。 1.2 高地应力与岩爆风险评估： 随着开采深度的增加，岩石的初始应力场变得至关重要。本章详细阐述基于现场应力测量（如水胀法、钻孔应力释放法）与数值模拟（如有限元法/离散元法）相结合的岩爆倾向性判别指标。探讨在已知高应力区域，竖井结构如何进行应力平衡性设计，避免应力集中导致的灾害。 1.3 复杂水文地质的靶向治理： 水患是竖井工程的头号威胁。本节超越简单的注浆堵水，着重于大流量、高压水体侵入的控制技术。详细分析了超深孔、大口径的定向钻孔注浆技术、冻结法在特殊水文条件下的应用边界与经济性评估，以及动态监测下的应急截流预案。 --- 第二部分：竖井结构体系的创新与耐久性设计 竖井的衬砌结构是其抵抗外界荷载、维持长期稳定运行的核心屏障。本部分聚焦于新型材料、先进结构形式的应用，以及如何确保竖井在数十年乃至上百年的服役期内保持结构完整性。 2.1 高性能混凝土与新型支护材料的应用： 探讨超高强、抗渗、抗冻融的特种混凝土在竖井衬砌中的配比设计与浇筑工艺。重点分析纤维增强复合材料（FRP）在替代传统钢筋或作为二次衬砌材料时的受力特性和施工便捷性，特别是在处理局部地层变化时的适应性。 2.2 结构动力响应与抗震设计： 针对地震多发区或临近大型爆破作业的竖井，本章引入结构动力学分析方法。阐述如何计算地震作用下竖井结构体系的固有频率和振型，设计考虑了剪力墙、环形加腋等特殊结构的抗剪抗扭刚度，确保在动载荷下的整体稳定性。 2.3 竖井的永久性与可维护性设计： 强调竖井的“一次成型，长期服役”理念。深入研究内衬与围岩之间的界面处理技术（如预应力锚固系统），确保衬砌层与岩体之间的有效协同工作。同时，讨论如何设计可替换的检修通道、防腐蚀系统以及生命线（通风、供电、提升）的冗余配置。 --- 第三部分：高效、智能化施工工艺与质量控制 现代竖井施工强调速度与精准度的统一，这依赖于高度集成化的机械化装备和实时反馈的质量控制系统。本部分探讨的是如何将前沿的工程机械与信息技术融合到竖井建设的全过程中。 3.1 全断面掘进与辅助提升系统： 详述大型竖井钻井装备（如全断面掘进机TBM在竖井施工中的适应性改造）的工作原理、适用地层范围及其带来的效率提升。同时，对比传统钻爆法在优化装载、快速出渣方面的最新进展。重点分析重型罐笼和提升系统的安全系数校核与载荷动态平衡技术。 3.2 智能化监测与信息反馈系统（BIM/GIS集成）： 介绍如何利用激光扫描、物联网传感器实时采集施工过程中的变形、位移、孔隙水压力等数据。探讨如何将这些实时数据与工程三维模型（BIM）进行融合，实现对施工偏差的即时预警和对后续工序的指导，确保“边施工，边验证”。 3.3 复杂环境下的通风与降温策略： 随着竖井深度的增加，热害和有害气体累积成为施工的重大制约。本节详细论述了射流风机组合、局部排风系统优化，以及利用地下水或制冷剂进行主动降温的技术方案，确保施工环境的健康与安全。 --- 第四部分：竖井运营与生命周期安全管理 竖井建成并非终点，有效的运营与维护才是保障其长期价值的关键。本部分关注竖井在投入使用后的状态监测、应急响应和退役规划。 4.1 结构健康监测（SHM）系统的部署： 介绍基于光纤传感、声发射技术（AE）的分布式监测网络在监测衬砌裂纹萌生、应力松弛等早期病害中的应用。重点分析如何从海量数据中提取关键的健康指标，并建立预测性维护模型。 4.2 应急响应与快速修复技术： 针对火灾、水淹、设备失效等突发事件，本章构建了一套多层级的应急响应流程。详细介绍快速封堵技术（如超快凝材料、气动堵塞装置）在紧急情况下应用于竖井的实战经验和操作规范。 4.3 环保与退役规划： 讨论竖井在生命周期末期的封堵与环境影响最小化策略，包括如何安全处理遗留设备、如何进行永久性防渗封堵，以符合可持续发展的要求。 --- 结语 本书基于对全球深部地下工程挑战的深刻理解，系统梳理了现代竖井工程从地质认知到全生命周期管理的先进理念与关键技术。它提供的不是一套固定的设计蓝图，而是一套解决复杂问题的思维框架和技术工具箱，旨在推动我国地下工程建设向更安全、更高效、更智能的方向发展。阅读本书，将有助于读者构建起对现代竖井工程全景式的、跨学科的技术视野。

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**书评一：对行业现状的深刻洞察与未来展望** 这本书简直是为我们这一行量身定制的宝典。读完之后，我最大的感受是作者对矿井建设施工领域各个环节的理解之深刻，简直像是亲身参与了无数个项目。尤其是对当前行业面临的几大痛点，比如安全风险的不可控性、施工进度的延迟以及环保压力的日益增大，书中都给出了非常犀利且接地气的分析。作者并非停留在理论层面，而是用大量实际案例来佐证自己的观点，这使得阅读过程充满了代入感。我特别欣赏其中关于“数字化孪生”在矿井设计中的应用章节，那种前瞻性思维让人眼前一亮。它不仅仅是一本技术手册，更像是一份行业发展路线图，清晰地勾勒出未来十年，我们应该如何通过技术革新来实现更高效、更安全的建设目标。对于那些渴望从传统思维中跳脱出来，寻求突破性解决方案的工程师和管理者来说，这本书的启发价值是无可估量的，它迫使我们重新审视既有的工作流程和决策模式，充满了变革的力量。

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**书评二：技术细节的严谨与逻辑的严密** 老实说，一开始我对这本书抱有保留态度，因为涉及“优化设计”这类词汇的书籍往往空泛有余，干货不足。然而，事实证明我的担忧完全是多余的。这本书的严谨性令人称奇，尤其是在涉及地质条件复杂区域的支护结构设计部分，作者对力学模型的阐述细致入微，每一步计算推导都有清晰的依据，完全可以作为我们深化设计的参考依据。我翻阅了关于“智能化爆破参数动态调整”那一章，书中不仅给出了理论公式，还详细描述了传感器数据的实时反馈机制以及算法的迭代逻辑，这种深入到代码和参数层面的剖析，对于一线技术人员来说，是极其宝贵的实战经验。它不是那种浮于表面的“喊口号”式著作，而是字斟句酌，每一个术语的使用都精准到位，逻辑链条环环相扣，体现了作者深厚的专业功底和对工程实践的尊重。

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**书评三：阅读体验的挑战与思想的碰撞** 坦率地讲，这本书的阅读体验是有些“烧脑”的。它需要的不仅仅是对采矿工程的基础知识储备，更需要读者具备跨学科的视野。某些章节涉及的流体力学和岩土工程的交叉内容，即便是经验丰富的同行也需要反复研读才能完全领会其精髓。这种难度并非是写作技巧的缺陷，而是主题本身对读者认知水平提出的要求。书中对“绿色矿山”理念的融入，尤其是在废弃物处理和矿区生态恢复方面的设计策略，与传统的重效率轻环境的观念形成了鲜明的思想碰撞。我花了相当长的时间去消化作者提出的“负面影响最小化”的系统性框架，它迫使我跳出单纯的工程指标，站在更宏观、更长远的可持续发展角度去思考设计决策的合理性。这是一本挑战现有思维定势的佳作。

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**书评五：面向未来的知识沉淀与人才培养价值** 这本书的价值远超当前项目的设计需求，它更像是为行业培养未来领军人物的教材。它不仅教会了我们如何“解决问题”，更重要的是，它教会了我们如何“提出更优良的问题”。书中对不确定性分析的引入，以及如何利用概率模型指导保守设计与经济效益的最佳平衡点，这是传统教科书极少涉及的领域。它关注的不是单一工序的最佳化，而是整个生命周期的成本控制与风险对冲。通过阅读此书，我感觉自己不仅补齐了专业知识上的短板，更在决策思维上得到了质的飞跃。可以预见，未来十年内，能熟练运用书中理念指导实践的工程师，必将成为行业的中坚力量。这是一次对知识和经验的系统性、前瞻性的沉淀，对于提升整个行业的整体技术水平，具有深远的意义。

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**书评四：图文并茂的直观表达与案例的震撼力** 这本书的排版和图示设计非常出色，极大地降低了理解复杂工程图景的门槛。那些高质量的剖面图、三维模型渲染图，以及流程逻辑图，清晰地展示了优化设计前后的对比效果，这种直观的冲击力远胜过冗长的文字描述。我尤其对其中关于“快速掘进工法”的案例研究印象深刻——通过对几种不同施工顺序的对比分析，作者用数据清晰地证明了优化路径是如何在保证安全的前提下，将工期缩短了近百分之二十。这种基于实际数据的论证，赋予了书中的所有建议以坚实的信服力。它不是在纸上谈兵，而是将高难度的工程决策可视化了，让原本晦涩难懂的参数调整和结构优化变得一目了然，对于指导现场人员进行操作性改进具有立竿见影的效果。

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