煤层自然胶体防灭火理论与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:煤炭工业出版社

作者:徐精彩

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页数:0

译者:

出版时间:2003-12-1

价格:40

装帧:简裝本

isbn号码:9787502022860

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• 煤层自燃
• 胶体化学
• 防灭火技术
• 矿井安全
• 煤化学
• 灾害防治
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• 胶体理论
• 煤层结构
• 安全生产

《深邃地脉：地质灾害的预警、监测与控制》 前言 地球，我们赖以生存的星球，并非静止的岩石堆叠，而是一个充满活力、动态演化的复杂系统。在这颗星球的深层，蕴藏着磅礴的地质力量，它们塑造着地表的地貌，也潜藏着巨大的能量。然而，正是这些力量，有时也会以令人难以预料和控制的方式释放，演变成各种地质灾害，给人类的生命财产带来毁灭性的打击。从巍峨高山上的滑坡、泥石流，到地下深处的地震、火山喷发，再到海岸线的海岸侵蚀、海啸，地质灾害无处不在，是人类社会发展过程中必须正视并积极应对的重大挑战。 本书《深邃地脉：地质灾害的预警、监测与控制》正是聚焦于这一严峻而重要的课题，旨在系统性地梳理当前地质灾害研究的前沿进展，深入探讨各类地质灾害的成因机制、孕育规律，并着重介绍国际国内在灾害预警、实时监测以及有效控制方面所采用的先进理论、关键技术和实践经验。本书并非一本单纯的学术论著，更是一份致力于提升人类应对地质灾害能力的行动指南，希望通过对地质灾害问题的深入剖析，为相关科研人员、工程技术人员、政府决策者以及公众提供有价值的参考和启示，从而最大限度地减少地质灾害造成的损失，守护人类的家园。 第一章：地质灾害的科学认知与分类 本章将从宏观和微观两个层面，对地质灾害进行全面的科学认知。我们将首先探讨地质灾害的定义、特征及其与自然环境、人类活动的相互作用。随后，我们将深入分析地质灾害的多样性，按照不同的形成机制和影响范围，将其细致地划分为以下几大类，并对每一类灾害进行详细的介绍： 崩塌、滑坡与泥石流： 重点阐述斜坡体的不稳定性因素，包括岩土体性质、地形地貌、地下水活动、降雨（雪）等外部诱因，以及地震、人类工程活动等触发因素。我们将分析其发生的地质条件，例如软弱夹层、节理裂隙发育、坡度陡峻等，并探讨不同类型崩滑体（如块体崩塌、疏散式滑坡、蠕动变形等）的运动特征和演化过程。泥石流作为一种特殊的斜坡灾害，我们将重点剖析其形成的三要素：松散的物源、充足的水源以及适宜的地形坡度，并解析其爆发的触发机制和流速、能量的巨大破坏力。 地震与火山喷发： 深入探讨地球内部的构造运动，如板块构造理论，解释地震发生的根源——岩石圈的应力积累与释放。我们将介绍地震波的传播机制、地震震级与烈度的概念，以及地震对地表结构的影响，包括地裂、地面沉降、液化等次生灾害。对于火山喷发，我们将剖析岩浆的生成、运移以及喷发过程，包括不同类型的火山（盾状火山、复式火山等）和喷发方式（爆发式、溢流式等），并详细介绍火山灰、熔岩流、火山碎屑流等喷发物的危害。 地面沉降与地面塌陷： 关注区域性地壳动力学过程或特定区域的工程地质问题。地面沉降主要研究地下水过度开采、地层固结沉降、地壳构造运动等因素如何导致地表高程的持续下降，并分析其对城市基础设施、水利设施的影响。地面塌陷则重点关注喀斯特地区岩溶发育、地下采矿区采空区形成、地下管线渗漏等导致的岩土体失稳，形成瞬间的地面塌陷，其破坏性往往是突发且难以预测的。 海岸地质灾害（海岸侵蚀、海啸）： 探讨海洋动力作用对海岸地貌的影响，海岸侵蚀的动力学机制、影响因素（如波浪、潮流、风浪、海平面变化等），以及海岸防护工程的挑战。海啸作为一种由海底地震、火山爆发或大型滑坡等引发的巨大海浪，我们将深入研究其成因机制、传播规律以及对沿海地区的毁灭性破坏。 其他地质灾害： 提及地裂缝、冻土冻融灾害、土壤液化等，并简要介绍其形成原因和影响。 第二章：地质灾害的孕育机制与前兆信息 了解地质灾害的孕育机制是实现有效预警的前提。本章将深入剖析各类地质灾害在发生前的“生长”过程，以及可能伴随出现的前兆信息，为我们捕捉灾害发生的蛛丝马迹提供科学依据。 岩土体稳定性分析： 详细介绍岩石力学、土力学中的基本理论，如应力-应变关系、强度理论（Mohr-Coulomb、Drucker-Prager等）、孔隙水压力影响等，用于量化斜坡、地下结构等的稳定性。我们将讨论极限平衡法、有限元法、数值模拟等在岩土体稳定性评估中的应用。 地质构造与活动断裂： 深入研究地壳构造运动，特别是活动断裂带的活动性评估。我们将介绍断层类型、活动特征、应力场分布等，以及如何通过地质调查、遥感解译、古地震研究等手段识别和评价断裂带的危险性。 地下水动力学与环境效应： 阐述地下水在岩土体变形、失稳过程中的关键作用，包括静水压力、渗透压力、浮力等。我们将分析地下水位变化、地下水化学成分改变等可能与地质灾害孕育相关的环境因素。 微观形变与宏观失稳： 探讨地质体在承受外力作用下，从微观层面的变形、损伤累积，到宏观层面整体失稳的演化过程。我们将关注裂缝萌生与扩展、颗粒间接触变化、微震活动等微观现象，并研究其与宏观滑移、崩塌等灾害表现之间的关联。 前兆信息的识别与解读： 形变前兆： 讲解形变监测技术（如GNSS、InSAR、水准测量、测斜仪、应变计等），如何捕捉地表、地下结构物的微小位移、沉降、倾斜等变化，并分析这些形变特征与潜在灾害之间的对应关系。 水文地质前兆： 介绍地下水位、泉水流量、水温、水化学成分的异常变化，以及它们可能预示着地下应力调整、岩土体变形甚至破裂。 地应力与微震前兆： 探讨地应力监测技术（如钻孔应力计、声发射技术）和微震监测网络（如地震仪、拾振器）的部署与数据分析，如何捕捉地层内部应力异常累积和微震活动的增多、能量变化，它们通常是孕育大地震或滑坡等灾害的重要信号。 地表与大气异常： 关注地表温度、气体释放（如氡气）、电磁异常等可能的地质灾害前兆，以及它们在实际监测中的应用与局限性。 第三章：地质灾害的实时监测技术与装备 精准、及时的监测是预警和应急响应的基础。本章将系统介绍当前在地质灾害监测领域广泛应用的关键技术和先进装备。 遥感监测技术： 重点介绍卫星遥感（如光学遥感、雷达干涉测量InSAR）、航空遥感（如无人机遥感）在地质灾害监测中的应用。我们将深入解析InSAR技术在监测大范围地表形变、分析滑坡、地面沉降等方面的优势，以及高分辨率光学遥感在识别地质灾害前兆、灾后评估中的作用。 地面观测技术： 全球导航卫星系统（GNSS）与组合导航： 详细阐述GNSS在精确测量地表位移、形变监测中的原理、精度以及在监测斜坡、活动断裂带等方面的应用。 传统大地测量技术： 介绍水准测量、全站仪、测角仪等在局部区域高精度形变监测中的重要性。 地球物理探测技术： 详细讲解电阻率法、地震勘探法、探地雷达、地磁法等，如何通过探测地下结构、岩性变化、空洞等来评估地质灾害的风险，尤其是在滑坡、地面塌陷等灾害的勘察中。 钻孔监测设备： 介绍测斜仪、渗压计、应变计、温度计等在钻孔中用于监测地下水位、孔隙水压力、岩土体变形、温度等关键参数。 位移与形变传感器： 详细介绍各种位移传感器（如倾角仪、裂缝计、拉线式位移计、激光测距仪）在监测滑坡、边坡、桥梁、隧道等结构物位移、变形的原理与应用。 微震监测网络： 讲解地震仪、数字地震仪、宽频带地震仪等组成的监测网络，如何捕捉区域内微弱的地震活动，为地震预测和风险评估提供数据支持。 物联网与大数据技术融合： 探讨如何利用物联网技术实现监测设备的智能化、网络化部署，并通过大数据技术对海量监测数据进行高效处理、分析和挖掘，从中提取有价值的灾害预警信息。 监测数据处理与可视化： 介绍数据采集、传输、存储、预处理、质量控制等流程，以及数据可视化技术（如GIS平台、三维模型）在展现地质灾害空间分布、形变趋势、风险区域等方面的作用。 第四章：地质灾害的预警模型与风险评估 精准的预警是防灾减灾的关键环节。本章将聚焦于地质灾害预警理论的最新发展，以及如何构建科学的风险评估体系。 预警系统的构成要素： 详细阐述一个完整预警系统应包含的监测、信息处理、模型分析、预警发布等环节，以及它们之间的协同作用。 预警模型研究： 统计学与机器学习模型： 介绍基于历史数据，利用回归分析、时间序列分析、支持向量机（SVM）、神经网络（NN）、深度学习（DL）等方法构建的预测模型，用于预测滑坡复发、降雨阈值、地震发生概率等。 物理模型与数值模拟： 详细阐述基于岩土力学、流体力学等物理过程，利用数值模拟软件（如FLAC、ANSYS、COMSOL）构建的滑坡运动过程模拟、泥石流溃散模拟、地震波传播模拟等，用于评估灾害发生后的影响范围和破坏程度。 多源数据融合预警模型： 探讨如何整合来自不同监测手段（遥感、地面观测、地球物理等）的数据，构建更加全面、鲁棒的预警模型，提高预警的准确性和可靠性。 阈值分析与多因子耦合模型： 介绍基于降雨、水位、地应力等单一或多重因素的阈值分析方法，以及如何构建多因子耦合模型，综合考虑多种影响因素，更准确地预测灾害发生。 地质灾害风险评估： 风险评估的内涵与方法： 阐述风险的定义（危险性、暴露度、脆弱性），介绍风险评估的层次（区域性、工程性、个体性），以及常用的风险评估方法（如层次分析法AHP、模糊综合评价法、GIS空间分析）。 危险性评估： 基于地质条件、历史灾害记录、监测数据等，评价特定区域或区域发生某种地质灾害的可能性。 暴露度评估： 识别潜在受灾目标（人口、房屋、基础设施、农田等），评估其在灾害发生时的位置、数量等。 脆弱性评估： 评估受灾目标在遭受灾害后的损失程度，包括结构脆弱性、社会经济脆弱性等。 风险等级划分与区划： 基于危险性、暴露度、脆弱性，将风险进行等级划分，绘制风险图，为区域规划、工程选址、防灾减灾策略制定提供决策依据。 预警信息发布与公众沟通： 探讨预警信息的发布渠道、发布时机、信息内容，以及如何通过科学的沟通方式，提高公众的防灾意识和自救互救能力。 第五章：地质灾害的工程控制与减灾实践 在充分了解地质灾害的孕育和演化规律，并具备有效的监测预警能力之后，工程控制与减灾实践是保护人民生命财产安全的核心。本章将介绍各类地质灾害的常用工程治理技术和成功案例。 斜坡灾害的工程治理： 加固与卸载措施： 介绍锚固工程（边坡锚杆、土钉墙）、挡墙工程（重力式挡墙、悬臂式挡墙）、截排水工程（地表排水、地下排水）、坡面防护（喷浆、植被护坡）等，以及如何根据不同类型的滑坡、崩塌，选择最合适的治理方案。 疏导与排危： 探讨对不稳定岩土体的预先清除（削坡、卸载）、地表径流的有效疏导、地下水的控制等措施，以降低潜在的失稳风险。 被动防护措施： 介绍柔性防护网、砌体防护墙、泥石流拦挡坝、堆石坝等，用于拦截或缓冲灾害发生后的冲击力，减小其破坏范围。 地震灾害的减灾对策： 抗震设防与建筑结构： 强调建筑工程的抗震设计标准、抗震加固技术，以及城市规划中的避震空间和疏散路线设计。 基础设施的抗震能力提升： 介绍桥梁、隧道、大坝、输油输气管道等关键基础设施的抗震韧性设计与加固。 地震次生灾害的防治： 讨论地震引发的火灾、洪水、滑坡、海啸等的预防与应对措施。 火山灾害的监测与应对： 火山活动监测： 介绍火山地震监测、地表形变监测（GNSS、倾斜仪）、气体监测、热红外监测等，以及如何通过这些监测数据判断火山的活跃程度和喷发风险。 火山喷发预警与疏散： 讨论火山预警系统的建立、预警信息的发布，以及有效的疏散撤离计划和应急预案。 火山灰与熔岩流的防护： 介绍火山灰对航空、农业、健康的影响，以及如何采取防护措施；讨论熔岩流的监测与引导，以保护重要区域。 地面沉降与塌陷的防治： 地面沉降的控制： 探讨地下水回灌、优化地下水开采管理、调整区域地应力等措施，以减缓或停止地面沉降。 地面塌陷的治理： 介绍对采空区注浆加固、对喀斯特地貌塌陷区的工程加固、地下管线渗漏的修复等。 海岸地质灾害的防护： 海岸侵蚀的治理： 介绍海堤、护岸、人工沙滩、植被恢复等海岸防护工程。 海啸预警与防御： 讨论海啸预警中心的建设、预警信息的传播机制，以及沿海地区的防海啸建筑设计、避难设施的建设。 应急管理与灾后恢复： 强调建立健全的应急响应机制，包括灾情调查、搜救、医疗救助、物资调配等，以及科学的灾后重建和恢复规划。 结语 地质灾害的挑战是持续存在的，但随着科学技术的不断进步和人类对地球认识的不断深化，我们应对这些挑战的能力也在不断增强。《深邃地脉：地质灾害的预警、监测与控制》一书，正是希望凝聚当前最新的科研成果和工程实践经验，为读者构建一个关于地质灾害的全面、深入、系统的认知框架。从对地质灾害的科学理解，到前兆信息的捕捉，再到实时监测的先进技术，以及科学的预警模型和有效的工程控制措施，本书力求为每一个关心地质灾害研究与实践的读者提供一份宝贵的参考。 我们深知，每一次成功的预警，都可能挽救无数生命；每一次有效的控制，都可能守护一片家园。本书的出版，不仅是为了记录已有的成就，更是为了激励未来的探索。我们期待，本书能够抛砖引玉，引发更广泛的学术交流和技术创新，为构建一个更安全、更宜居的地球贡献力量。让我们携手同行，深入探究“深邃地脉”的奥秘，共同筑牢抵御地质灾害的坚固防线。

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这本《煤层自然胶体防灭火理论与技术》的书名听起来就充满了专业性和深度，我原本以为它会是一本枯燥的教科书，但翻开后才发现，作者的叙述方式着实让人眼前一亮。虽然我对煤层火灾的了解仅限于新闻报道中的只言片语，但这本书的结构和逻辑性极强，让我这个“门外汉”也能逐步理解其核心概念。书中对于“自然胶体”这个术语的阐释非常细致，它不是简单地介绍物质的形态，而是深入探讨了这种胶体在特定煤层环境下的生成机制、物理化学性质以及它与火灾风险之间的复杂关联。我特别欣赏作者在理论推导过程中，如何将复杂的化学反应和热力学原理，用相对直观的方式呈现出来，即便是一些高深的数学模型，也有配套的图表和案例进行辅助说明，这极大地降低了阅读的门槛。整个阅读体验更像是一次严谨的科学探索之旅，而不是被动地接受知识灌输。对于那些真正想深入了解煤层防火机理的研究人员或者工程师来说，这本书无疑提供了一个扎实而全面的知识框架，它成功地将一个极具挑战性的工程问题，解构成了一系列可理解、可分析的科学单元。

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这本书的文字风格非常严谨，几乎没有一丝多余的修饰，完全是学术论著的典型范式。每一句话都承载着明确的信息量，参考文献的引用也极其详尽，显示出作者在学术积累上的深厚功底。然而，这种高度的专业性也带来了一个副作用：对于那些希望快速掌握核心概念的读者来说，阅读过程可能需要极大的耐心和专注力。很多章节，特别是关于煤层自燃热力学平衡点的分析，需要反复研读才能真正领会其精髓。我特别注意到作者在定义术语时所花费的心思，每一个关键概念都被赋予了精确的数学或物理意义，这确保了读者在后续的章节中不会产生歧义。这绝对是一本值得收藏和反复查阅的工具书，它不是那种可以随手翻阅、获取碎片化信息的读物，而更像是一份需要投入时间去“啃”的学术大餐。它要求读者带着问题去阅读，并准备好随时停下来思考作者逻辑链条的每一个环节。

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老实说，刚拿到书时，我对其中涉及的“防灭火技术”部分抱有更高的期待，希望看到大量新颖、前沿的现场应用案例。这本书在理论构建上确实无可挑剔，它构建了一个非常坚实的理论基石，但技术实操层面的描述，对我来说略显保守和理论化。我期待看到更多关于新型注入材料的性能对比、先进传感器的实时监测技术，或者是在极端复杂地质条件下，不同灭火策略的优缺点分析。书中对某些经典技术的描述非常到位，比如惰性气体置换和水力压注的原理，但总感觉在“技术革新”的维度上略有不足，似乎更侧重于“为什么会发生”的机理分析，而不是“如何更有效阻止”的工程实践。这也许是其定位的缘故，但对于一线工程师而言，如果能增加更多关于设备选型、工艺参数优化以及突发情况应急处理的实战经验分享，这本书的价值会更上一层楼。我希望未来的版本能够更贴近现场的“烟火气”，让理论的光芒更好地照亮实际操作的每一个细节。

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从排版和装帧来看，这本书体现了出版社对专业书籍应有的尊重。纸张质量上乘，印刷清晰，图表绘制精良，尤其是那些复杂的相图和反应动力学曲线，线条干净利落，即使在放大查看细节时也不会出现模糊不清的问题。这对于需要频繁查阅的工具书来说至关重要，毕竟，如果连图表都看不清，再好的理论也无法有效传达。装订方面也十分牢固，考虑到这类专业书籍的厚度和使用频率，这种坚固的装帧设计显得非常人性化。唯一的微小遗憾可能在于索引部分，虽然内容覆盖全面，但如果能增加更细化的关键词交叉索引，对于需要快速定位特定公式或实验数据的读者会更加便捷。总而言之，这本书在物理呈现上达到了高水准，完全符合一本严肃的、具有长期参考价值的学术专著应有的体面和质量。

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这本书最让我印象深刻的，是它在处理“不确定性”问题上的态度。煤层自然状态的复杂性，决定了任何模型都无法达到百分之百的精确预测。作者并没有回避这一点，反而用大量的篇幅讨论了模型误差的来源、数据采样的局限性以及如何通过概率论的方法来评估风险等级。这种坦诚的态度，远比那些宣称能“完美预测”的理论更具可信度。书中对“风险阈值”的确定过程进行了深入的剖析，结合了地质历史数据和现场监测反馈，展示了一种动态的、持续优化的决策过程。这使我明白，防灭火工作本质上是一个在已知信息不全的情况下，寻求最优解的系统工程。它成功地将一个看似纯粹的化学物理问题，提升到了一个涉及系统工程和风险管理的层面，这使得这本书的适用范围和思想深度远远超出了单一的学科范畴。

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