前言
第1章緒論1
1.1問題的提出及研究意義1
1.2國內外研究現(xiàn)狀2
1.2.1采場覆巖控制理論研究現(xiàn)狀2
1.2.2采場底板變形破壞理論研究7
1.2.3薄基巖煤層礦壓規(guī)律研究現(xiàn)狀10
1.2.4存在的問題12
1.3研究內容12
1.4研究方法與研究路線13
1.4.1研究方法13
1.4.2技術路線14
第2章礦井水文工程地質環(huán)境分析與評價15
2.1井田地質概況15
2.1.1地層15
2.1.2地質構造17
2.1.3煤層17
2.2礦井水文地質條件分析18
2.2.1區(qū)域水文地質特征18
2.2.2井田水文邊界條件及水文地質勘探類型19
2.2.3井田主要含水層及隔水層19
2.2.4礦床充水因素分析21
2.2.5礦井涌水量預算21
2.3礦井圍巖物理力學性質22
2.3.1黏土層的物理力學特征22
2.3.2巖樣的物理力學特征24
2.4上覆巖層對采煤影響的綜合評價28
2.4.1第四系、新近系地層結構特征28
2.4.2二1煤頂板巖層結構特征31
第3章薄基巖煤層開采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律34
3.1薄基巖煤層開采頂板破壞規(guī)律試驗34
3.1.1相似原理與相似材料34
3.1.2模型設計36
3.1.3試驗結果分析38
3.2薄基巖煤層綜采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律觀測43
3.2.1觀測內容與方法43
3.2.2觀測結果分析46
3.2.3礦壓觀測的基本結論53
第4章薄基巖煤層覆巖破壞裂隙演化特征55
4.1分形基本知識55
4.1.1分形55
4.1.2分維56
4.1.3分形維數(shù)的計算方法56
4.2裂隙的幾何參數(shù)58
4.2.1裂隙的幾何特征58
4.2.2描述裂隙參數(shù)的常用分布函數(shù)59
4.2.3統(tǒng)計方法61
4.3裂隙的分形特征62
4.3.1裂隙分布的分形特征63
4.3.2裂隙長度和開度的分形特征63
4.3.3裂隙強度的分形特征64
4.3.4裂隙面粗糙度的分形特征65
4.3.5裂隙各向異性的分形特征65
4.4覆巖采動裂隙網(wǎng)絡演化的分形特征65
4.4.1采動巖體裂隙網(wǎng)絡研究方法65
4.4.2采動巖體裂隙網(wǎng)絡演化的分形規(guī)律69
4.4.3“上三帶”分形維數(shù)71
4.5覆巖破壞損傷的分形特征72
4.5.1損傷力學基本概念72
4.5.2損傷巖石的分形特征73
4.5.3覆巖破壞損傷的分形模型74
第5章厚松散層不同厚度基巖煤層圍巖運動規(guī)律76
5.1模型建立76
5.1.1FLAC3D簡介76
5.1.2模擬目的77
5.1.3三維模型建立77
5.1.4邊界條件的確定77
5.1.5巖體物理力學參數(shù)的選取78
5.2模擬結果分析79
5.2.111011工作面模擬結果分析79
5.2.2不同厚度基巖模擬結果分析90
第6章薄基巖煤層覆巖破壞高度105
6.1覆巖破壞高度的研究方法105
6.1.1經(jīng)驗公式法105
6.1.2物理模擬107
6.1.3數(shù)值模擬107
6.1.4現(xiàn)場實測108
6.2覆巖破壞高度的主要影響因素110
6.2.1開采方法與開采厚度110
6.2.2覆巖巖性和結構111
6.2.3地質結構112
6.2.4煤層傾角113
6.2.5工作面幾何參數(shù)113
6.2.6時間114
6.3基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的裂隙帶高度預測114
6.3.1BP算法的改進114
6.3.2選擇學習和訓練樣本116
6.3.3模型結構117
6.3.4網(wǎng)絡的學習訓練119
6.4趙固一礦覆巖破壞高度研究121
6.4.1現(xiàn)場實測121
6.4.2相似模擬試驗125
6.4.3結果對比126
第7章突水威脅工作面底板破壞深度127
7.1底板破壞深度探測127
7.1.1觀測原理127
7.1.2現(xiàn)場觀測128
7.1.3觀測成果分析132
7.2底板巖體破壞的相似模擬試驗142
7.2.1模型設計142
7.2.2試驗結果分析143
7.3基于SVM的底板破壞深度預測模型146
7.3.1底板破壞深度影響因素分析146
7.3.2支持向量機原理148
7.3.3支持向量回歸機150
7.3.4預測模型設計153
7.3.5預測模型仿真實例155
第8章頂?shù)装宸乐嗡夹g措施170
8.1頂板防水（防潰砂）技術措施170
8.1.1露頭區(qū)保護安全煤巖柱的設計170
8.1.2開采技術措施172
8.1.3防水或防砂安全技術措施172
8.2底板突水威脅性評價173
8.2.1底板隔水層性質評價173
8.2.2含水層導升高度評價174
8.2.3底板突水性評價175
8.3底板加固技術措施177
8.3.1地面注漿站建設177
8.3.2注漿系統(tǒng)工藝參數(shù)179
8.3.3造漿系統(tǒng)180
8.3.4底板含水層注漿改造工程設計181
8.3.5注漿效果184
第9章結論與展望185
9.1主要結論185
9.2展望188
參考文獻189
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