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(nèi)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(nèi)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(shù)路線14
第2章礦井水文工程地質(zhì)環(huán)境分析與評價(jià)15
2.1井田地質(zhì)概況15
2.1.1地層15
2.1.2地質(zhì)構(gòu)造17
2.1.3煤層17
2.2礦井水文地質(zhì)條件分析18
2.2.1區(qū)域水文地質(zhì)特征18
2.2.2井田水文邊界條件及水文地質(zhì)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(yù)算21
2.3礦井圍巖物理力學(xué)性質(zhì)22
2.3.1黏土層的物理力學(xué)特征22
2.3.2巖樣的物理力學(xué)特征24
2.4上覆巖層對采煤影響的綜合評價(jià)28
2.4.1第四系、新近系地層結(jié)構(gòu)特征28
2.4.2二1煤頂板巖層結(jié)構(gòu)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(yàn)34
3.1.1相似原理與相似材料34
3.1.2模型設(shè)計(jì)36
3.1.3試驗(yàn)結(jié)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(nèi)容與方法43
3.2.2觀測結(jié)果分析46
3.2.3礦壓觀測的基本結(jié)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(jì)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(jì)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(qiáng)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(dòng)裂隙網(wǎng)絡(luò)演化的分形特征65
4.4.1采動(dòng)巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)研究方法65
4.4.2采動(dòng)巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)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(xué)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(yùn)動(dòng)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(xué)參數(shù)的選取78
5.2模擬結(jié)果分析79
5.2.111011工作面模擬結(jié)果分析79
5.2.2不同厚度基巖模擬結(jié)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(yàn)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(shí)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(jié)構(gòu)111
6.2.3地質(zhì)結(jié)構(gòu)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(shí)間114
6.3基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂隙帶高度預(yù)測114
6.3.1BP算法的改進(jìn)114
6.3.2選擇學(xué)習(xí)和訓(xùn)練樣本116
6.3.3模型結(jié)構(gòu)117
6.3.4網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練119
6.4趙固一礦覆巖破壞高度研究121
6.4.1現(xiàn)場實(shí)測121
6.4.2相似模擬試驗(yàn)125
6.4.3結(jié)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(yàn)142
7.2.1模型設(shè)計(jì)142
7.2.2試驗(yàn)結(jié)果分析143
7.3基于SVM的底板破壞深度預(yù)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(jī)原理148
7.3.3支持向量回歸機(jī)150
7.3.4預(yù)測模型設(shè)計(jì)153
7.3.5預(yù)測模型仿真實(shí)例155
第8章頂?shù)装宸乐嗡�技術(shù)措施170
8.1頂板防水（防潰砂）技術(shù)措施170
8.1.1露頭區(qū)保護(hù)安全煤巖柱的設(shè)計(jì)170
8.1.2開采技術(shù)措施172
8.1.3防水或防砂安全技術(shù)措施172
8.2底板突水威脅性評價(jià)173
8.2.1底板隔水層性質(zhì)評價(jià)173
8.2.2含水層導(dǎo)升高度評價(jià)174
8.2.3底板突水性評價(jià)175
8.3底板加固技術(shù)措施177
8.3.1地面注漿站建設(shè)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(shè)計(jì)181
8.3.5注漿效果184
第9章結(jié)論與展望185
9.1主要結(jié)論185
9.2展望188
參考文獻(xiàn)189