本书通过文献综述、室内试验、理论分析、数值模拟和现场应用相结合的方法，在破岩理论和技术发展综述与展望的基础上，针对深部硬岩应力条件与力学特征，系统研究了深部硬岩截割特性、开采诱发高应力矿柱岩爆机制、深部硬岩可切割性表征与改善方法，进一步开展了深部硬岩矿体非爆机械化开采现场应用，在此基础上系统进行了非煤矿山智能绿色升级实践，形成了深部硬岩矿山非爆机械化开采理论和技术体系。本书有望充实深部开采理论与技术的核心内涵，为保障深部矿产资源安全高效开采提供理论与技术支撑。
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深部硬岩截割特性及非爆机械化开采研究，中国岩石力学与工程学会优秀博士论文奖，2020，中国岩石力学与工程学会，排名第1
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 深地、深海、深空复杂环境特征 2
1.1.2 深地复杂环境下岩石钻进和机械化开挖 4
1.1.3 深海复杂环境下岩石钻进和机械化开挖 9
1.1.4 深空复杂环境下岩石钻进和机械化开挖 15
1.2 深地资源开采发展现状 21
1.3 非爆破岩理论和技术发展与展望 23
1.3.1 非爆破岩理论与方法 25
1.3.2 非爆破岩技术及应用 44
1.3.3 非爆破岩面临的挑战与对策 52
1.4 非爆机械化破岩研究现状 56
1.4.1 基于刀具破岩的非爆机械化破岩方法 58
1.4.2 TBM滚刀破岩特性的研究现状 60
1.4.3 镐型截齿破岩特性的研究现状 65
参考文献 71
第2章 深部硬岩应力条件与力学特征 86
2.1 深部硬岩应力条件 86
2.2 深部硬岩力学特征 89
2.2.1 软岩和硬岩的差异 89
2.2.2 深部岩体力学特征与破坏现象 91
2.2.3 硬岩的磨蚀性 97
2.2.4 深部硬岩的高储能特性 102
参考文献 107
第3章 深部硬岩截割特性 108
3.1 截齿破岩试验装置及方法 108
3.1.1 试验装置 108
3.1.2 试验条件 111
3.1.3 试验方法 120
3.2 截齿作用参数和岩体缺陷对截齿破岩的影响 123
3.2.1 截齿加载参数对截齿破岩的影响 123
3.2.2 截齿安装间距对截齿破岩的影响 127
3.2.3 截齿分步截割对截齿破岩的影响 127
3.2.4 人为诱导缺陷对截齿破岩的影响 139
3.3 应力条件对截齿破岩的影响 153
3.3.1 截齿对立方块岩样的破岩特性 153
3.3.2 截齿对长方块岩样的破岩特性 175
第4章 截齿破岩诱发高应力矿柱岩爆机制 190
4.1 截齿破岩过程 190
4.2 岩爆过程监测 192
4.3 岩爆产生破碎岩块块度分析 195
4.4 截齿破岩诱发岩爆特性分析 197
4.5 截齿破岩诱发岩爆机制分析 200
第5章 深部硬岩可切割性表征与改善方法 202
5.1 深部硬岩可切割性综合表征 202
5.1.1 单向侧限应力下截齿破岩特征参数 202
5.1.2 截齿破岩特征参数回归分析 206
5.1.3 熵权法权重评价 216
5.2 深部硬岩可切割性改善方法 217
第6章 深部硬岩矿体非爆机械化开采实践 222
6.1 深部硬岩矿体松动区监测 222
6.1.1 640中段松动区监测 222
6.1.2 580中段松动区监测 230
6.2 深部硬岩矿体非爆机械化开采判据 237
6.2.1 松动区厚度回归分析 237
6.2.2 非爆机械化开采判据 242
6.3 磷矿岩截割特性 244
6.4 深部硬岩矿体机械化开采方法及应用 246
6.4.1 悬臂式掘进机 246
6.4.2 挖掘机载铣挖头 249
6.4.3 挖掘机载高频冲击头 250
6.4.4 铲运机载高频冲击头 250
6.4.5 挖掘机载高频破碎锤 252
第7章 非煤矿山智能绿色升级实践 258
7.1 矿产资源科学开采及其复杂性 258
7.1.1 科学开采研究概述 258
7.1.2 科学开采复杂性研究 262
7.1.3 科学开采的实现途径思考 265
7.2 基于机械化破岩的深部硬岩矿体智能化开采模式 266
7.3 矿体建模与机械化开采参数优化 268
7.3.1 矿体建模 268
7.3.2 机械开采参数优化 277
7.4 采动覆岩稳定性分析 282
7.4.1 模型设置 282
7.4.2 上覆岩层沉降 284
7.4.3 采动裂隙和覆岩稳定 286
7.5 深部硬岩矿山智能绿色升级实践 286
7.5.1 非爆机械化智能开采实践 286
7.5.2 固废充填绿色化开采 289
7.5.3 矿山智能绿色升级效益 292
参考文献 293
后记 295
附录A：博士学位论文和发表的相关期刊论文 296
附录B：博士学位论文致谢 297
致谢 297
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