一、井下开采后地表移动规律分析研究（论文文献综述）
卓辉[1]（2021）在《浅埋藏近距离煤层群开采裂隙漏风及煤自然发火规律研究》文中研究指明西部地区煤层厚、埋藏浅、间距近,致使煤层群开采过程中地表及覆岩裂隙发育,漏风严重,为复合采空区煤自燃持续供氧;此外,复合采空区煤自燃耗氧及放热规律不清楚,致使采空区煤自然发火规律不清晰,自燃危险区域难以判定,给矿井火灾防治带来极大的困难。本文根据浅埋藏近距离煤层群现场开采实际条件,研究复合采空区煤自燃特性及极限参数变化规律、地表裂隙动态发育及漏风规律、覆岩漏风裂隙时空演化及采空区孔隙率变化规律,建立浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃模型,模拟研究复合采空区气体（CO、O2）浓度、温度及流场分布特征,在此基础上构建浅埋藏近距离煤层群开采自燃防治技术体系。通过研究取得如下成果:开展复合采空区煤自燃程序升温实验,研究煤自燃特性参数变化规律,结果表明随温度升高,煤样的耗氧速度、气体产生速度及放热强度均呈指数增长。对实验结果进行回归分析,得到复合采空区煤样耗氧速度、气体产生速度及放热强度与温度的拟合公式,为采空区煤自燃模拟提供了基础参数。研究复合采空区煤自燃极限参数（上限漏风强度、下限氧浓度、最小浮煤厚度）变化规律;温度相同,浮煤厚度增加,上限漏风强度线性增大,下限氧浓度近似呈指数减小;浮煤厚度相同,温度升高,上限漏风强度先减小而后呈指数增大,下限氧浓度先增大而后急剧减小,极值位于50℃～60℃。从采空区热平衡的角度,阐明了采空区煤自燃危险区域由上限漏风强度和下限氧浓度判定,并分析实例给出了复合采空区不同浮煤厚度时的煤自燃危险区域指标参数。对地表裂隙进行长期观测,依据地表裂隙形态及发育规律对其进行归类,掌握各类裂隙时空分布及尺度特征。工作面两巷上方张开型裂隙在周期来压后破断演化成塌陷型裂隙,而后保持稳定,延伸方向与工作面推进方向一致;工作面后方地堑型裂隙在周期来压时发生突变,伴有大量拉伸型裂隙的发育及闭合,三次突变后裂隙发育稳定。地表各类裂隙中横向裂隙占比2/3,裂隙宽度较小;纵向裂隙占比1/3,裂隙宽度大。检测各类裂隙漏风情况,掌握地表裂隙漏风速度随裂隙到工作面距离的变化规律;建立地表裂隙漏风模型并通过地表漏风量检测及压强监测验证模型的正确性,分析裂隙漏风影响因素,为减少地表漏风提供了新思路及理论依据。开展二维物理模拟实验和PFC数值模拟,研究浅埋藏近距离煤层群开采覆岩漏风裂隙动态发育规律;周期来压时,竖向漏风裂隙迅速向上方发育,周期来压之间,以离层漏风裂隙发育为主,发育高度基本不变。下煤层开采,上覆采空区漏风裂隙二次发育,各岩层竖向漏风裂隙相互贯通,宽度随岩层沉降高度线性增大,漏风量随之增大。揭示了漏风裂隙数量演化规律及时空分布特征;上煤层回采,漏风裂隙数量呈指数增长;下煤层开采,漏风裂隙数量近似呈分段线性函数增长;煤层群开采后,漏风裂隙主要分布于开切眼和停采线初次破断步距之内,采空区中部漏风裂隙被压实闭合。掌握了采空区碎胀系数变化规律及孔隙率分布特征;煤层群开采后,采空区碎胀系数和孔隙率变化形态基本相似,开切眼和停采线侧较大,采空区中部较小;竖直方向上距离煤层越近,孔隙率和碎胀系数越大。下煤层采动影响下,上覆采空区两侧孔隙率和碎胀系数增大约2倍,渗透率增大3.41～4.05倍;采空区中部孔隙率和碎胀系数略微增大,渗透率增大1.19～1.55倍,渗透率的增大表明采空区气体流动阻力更小,更有利于漏风供氧。基于采空区孔隙率和漏风裂隙分布、岩层移动规律,建立了浅埋藏近距离煤层群复合采空区离散裂隙—孔隙模型,并代入工作面煤岩体参数验证了模型的正确性,为复合采空区煤自燃模拟提供了物理模型。建立了浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃模型,揭示了复合采空区气体（CO、CO2）浓度、风速及温度分布特征。模拟结果表明,下煤层采空区,从进风侧到回风侧、从工作面到采空区深部,氧气浓度逐渐减小;受上覆采空区漏风影响,下煤层采空区回风侧顶部出现低氧区域;上覆采空区,靠近工作面的裂隙对应位置氧气浓度较高,采空区深部及四周氧气浓度较低。复合采空区流场基本对称分布,距离工作面越远风速越小;距离工作面0～200m范围内,下煤层采空区风速较大;但上覆采空区孔隙率大、阻力小、风速降幅小,距离工作面200m后,上覆采空区风速较大。基于模拟结果,采用下限氧浓度和上限漏风强度确定了复合采空区煤自燃危险区域范围;下煤层采空区,煤自燃危险区域最大宽度位于进风侧,距离工作面130.61～421.67m;上覆采空区,进风侧层间裂隙对应位置煤自燃危险区域宽度最大,距离工作面0～412.67m。基于前文研究结果,结合现场情况,阐明了浅埋藏近距离煤层群开采自然发火内因和外因,提出了井上下联合控风、覆盖隔氧及惰化降氧技术,构建了煤自燃防治技术体系。现场应用表明,该技术体系可减小地表漏风量、提高工作面通风系统的稳定性和抗灾能力;充填采空区空隙、缩减氧气存在空间,覆盖采空区遗煤、并吸热降温;惰化采空区、降低氧气浓度,有效保证了矿井的安全高效开采,在西部浅埋煤层群开采矿区具有广阔的应用前景。该论文有图111幅,表16个,参考文献220篇。
杨文涛[2]（2021）在《地下工程开挖对地面环境设施的影响及安全防护措施的研究》文中研究表明矿山地下开采诱发围岩应力场重分布,并导致地表沉陷。因此,预测和分析地表覆岩变化规律,界定地表移动破坏范围,对于煤矿的安全生产、经济效益和对地面市政工业设施的保护具有重要的实践意义和经济价值。本文研究老虎台-280m阶段煤柱开采对地面重要市政设施的影响及相关安全防护措施,主要研究内容如下:（1）根据矿区工程地质与开采设计资料,考虑下部老采区的影响,对采区开采过程进行了系统数值模拟研究,揭示了-280m采区与前期多采区按实际开采时序开采及多采区连续开采两种开采方式诱发的地表变形规律;随着相邻采区数量增多,上覆岩体受破坏扰动次数增多,导致移动与破坏范围增大;与按实际开采时序开采相比,连续开采叠加变形效应更明显,破坏范围更大;（2）结合50多年的实测结果与“三下”采煤规程确定了地表实测移动角和移动边界,最终界定出地表移动角、移动边界,为煤都路安全防护提供了依据;（3）针对地下采区上覆岩体破坏特点,采用数值模拟方法与规范法相结合的方法,系统分析了地下开采诱发地表10万m3蓄水池产生井下突水的可能性,进行了预测分析,提出相应安全防护措施,并对迁移地表10万m3蓄水池方案做出造价分析;（4）根据-280m采区与地面市政设施空间分布的实际情况,结合模拟变形范围与相关规范规定,设计了地表变形监测体系;并对老虎台矿沉陷区及东露天矿老旧矿区生态环境修复提出了具体措施与方法。
李云昊[3]（2021）在《开采地表沉陷预测冲击地压研究》文中研究指明地表沉陷和冲击地压是两种破坏性较强的环境地质灾害,地表沉陷的出现是由于煤层顶板及上覆岩层运动发育至地表,会导致地面上建筑、农田、道路等设施的损坏;冲击地压是由于开采扰动使煤层顶板及上覆岩层发生运动及应力的重新分布最终导致围岩发生拉伸失稳破坏,煤岩体在极短时间内被迅速抛出造成破坏。由此可知地表沉陷与冲击地压均受到煤层顶板及上覆岩运动的影响,因此可以利用监测地表沉陷进行冲击地压预测。为了得到两者之间所存在的联系,以红阳三矿西三采区为对象使用理论分析、ABAQUS数值模拟、相似材料模拟的方法对地表沉陷与冲击地压进行研究,并结合实际监测数据提出应用地表沉陷对冲击地压危险性进行评价的方法。以采空区顶板及覆岩运动为共同因素分别研究地表沉陷与冲击地压的发生机理以及它们各自所具有的特征,通过对比分析二者之间的相关之处后指出地表沉陷与冲击地压存在关联性。建立有限元分析数值模型,研究开采过程中岩层运动及应力分布规律。分别研究在不同推进距离及不同顶板厚度条件下的模型地表变化规律、模型内部应力变化规律及模型内部覆岩运动规律,得到地表变形与内部覆岩应力变化的相关性,即当地表沉陷变化量增长幅度加快,可能此时采空区附近岩层即将到达高积聚应力状态,如果继续受到强烈扰动很有可能发生冲击地压。采用相似材料模拟实验,研究不同顶板厚度条件下地表沉陷及应力变化规律,并对工作面开采完毕后的应力变化规律、覆岩移动规律及煤柱位移规律进行分析,得出地表沉陷现象出现突然减弱时,可能是此时工作面采空区上方顶板变厚,并已在岩层内发生能量积聚,很有可能会发生冲击地压。根据采区实际地质条件,针对目标工作面优化设计地表沉陷监测系统,结合模拟实验研究结果提出应用地表沉陷对冲击地压进行预测及危险性评价的方法。本次研究总结不同条件下覆岩移动及应力变化的一些规律,得到了地表沉陷与冲击地压间的联系,并最终将研究所得结果应用于采区冲击地压预测及危险性评价,为煤矿安全生产提供依据。
闫照存[4]（2021）在《黄土沟壑区多工作面开采地表形变破坏分析与评价》文中研究指明西部黄土覆盖区是我国煤炭主要产地,黄土矿区复杂的地形因素对开采沉陷特征具有显着的影响。多工作面综放开采条件下所留设的工作面间隔煤柱对地表沉陷特征也产生重要影响,导致黄土矿区开采沉陷规律十分复杂。长期以来,由于缺乏地表移动观测站的实测资料支持,学术界对于上述问题的研究还很不充分。本文选择典型黄土沟壑区彬长文家坡煤矿和大佛寺煤矿为研究区,利用地表移动实测数据结合理论分析、数值模拟和土工试验等方法,针对黄土沟壑区多工作面开采的地表形变及破坏特征进行定量分析与评价。主要研究内容及结果如下:（1）通过实测资料综合分析了多个工作面开采条件下地表变形破坏的主要特征。以文家坡和大佛寺煤矿的监测数据为基础,分析了地表点的动态下沉特征及三维移动轨迹,得出多工作面间隔煤柱和采空区上方地表点移动变形的时空特征。结果表明,在多工作面开采条件下,地表移动过程剧烈,破坏范围扩大;倾向线上地表移动变形特征具有明显的不对称性,当前工作面开采的地表下沉曲线整体偏向老采空区一侧。针对埋深较浅的煤层开采后所出现的采动地表裂缝,提出了一种基于低空无人机航拍测定地表裂缝的方法,并分析了采动裂缝的形成机理及其发育特征。（2）通过计算机数值模拟揭示了黄土沟壑区采动斜坡滑移变形和采动土体单元体积变形的分布特征。数值模拟结果表明,地表移动变形是由斜坡滑移和开采沉陷变形共同影响的结果,斜坡滑移及土体单元体积变形特征不但与坡形、坡度有关,还与采空区和斜坡的相对位置有关;近地表采动土体单元体积变形等于水平变形和竖向变形之和,其值由水平变形主导,且在煤柱和采空区上方具有不同的分布特征。不同采深条件下地表移动变形特征具有显着的差异性。（3）根据地表移动实测数据改进了多工作面开采条件下地表沉陷的预计模型,定量评价了黄土沟壑区采动影响下山体斜坡的稳定性变化。基于现有的概率积分法模型构建了地表下沉的分段预计函数,较好地拟合了多工作面开采条件下老采空区和煤柱一侧地表下沉的非对称性特征。结合现场采样土工试验,确定了不同密实度土体的物理力学参数,建立了土体单元变形与土体物理力学参数之间的函数关系,依据土坡稳定性极限平衡法计算出采动坡体的安全系数,得出多工作面开采下斜坡坡度变化与坡体安全系数的量化关系,可为西部黄土矿区开采损害的定量评价提供参考。
张保泉[5]（2020）在《尚庄煤矿工作面建筑群下开采方案可行性研究》文中研究说明本文以尚庄煤矿为研究对象,在分析地质开采条件的基础上,结合国内外研究现状,确定了本次研究的技术路线以及研究内容,对矿井以及地表建筑物的具体情况进行分析,分析了矿井的概况,矿井的位置与交通、地层结构、水文地质条件、可采煤层的特性,加上对地表移动下沉量观测数据进行研究,参考建筑物的采动损坏等级,分析了尚庄煤矿进行建下开采的可行性和必要性。本次研究的主要内容以及主要成果如下:（1）运用概率积分法对地表移动带进行计算,确定了地表移动带计算的具体参数,同时考虑煤层倾角的影响,在进行积分计算时采用等价转换线积分计算方法。消除了传统概率积分法计算过程中的某些简化而带来的误差,同时采用了在开采区域边界上的线积分,适应于工作面的不同形状。同时进行了地表移动的现场实测,并将计算结果与实际的观测结构进行对比研究分析,进一步验证了理论分析的正确性。（2）对比了507、509工作面全采方案和507、509工作面限厚方案,确定507、509工作面适合的建下开采方案是限厚开采方案,限厚开采方案最小采高为2.3m,工作面沿煤层底板布置。507、509工作面均采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法,全部垮落法管理顶板,工作面开采顺序按507、509工作面依次进行。（3）根据尚庄煤矿507、509工作面开采的具体情况,并经过类比分析,并与实际地表移动规律进行对比,确定了507、509工作面开采地表下沉系数为0.5～0.52。根据地表建筑物的客观条件和受采动影响损坏现状,确定华伍制动厂区建筑物采动损坏等级不超过II级,507、509工作面开采后杨溪村采动损坏等级不超过I级。（4）确定了地表移动观测站设计观测方案,确定各种因素对移动过程的影响规律,从而为建（构）筑物下压煤开采的合理设计提供依据,减小开采造成的地面影响,减少压煤开采的资源损失。观测工作分为连接测量、全面观测、日常观测工作。对于受损建（构）筑物应尽早维修加固,以此来保证不发生安全事故。同时须加强采动影响区内岩溶等其它地质灾害的勘察和防治,应预先对岩溶塌陷等地质灾害做好相关防护措施。本文章一共有图30张,表格23个,参考文献71篇。
刘建东[6]（2020）在《高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制》文中研究说明我国青藏高原地区矿产资源开发对于缓解国家部分能源和资源供应危机具有重要战略意义。其区域构造和高海拔特点决定了矿产资源开采面临着高构造应力扰动和脆弱生态保护问题。充填开采可减小地表沉陷,保护地表生态,是高海拔矿区地下采矿方法的首选。充填开采覆岩以完整的弯曲带结构形式存在,使得水平构造应力对覆岩移动的影响不容忽视。本文围绕高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降问题,采用人工智能、现场测试、理论分析、室内试验以及数值模拟相结合的方法,研究了高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板与充填体相互作用机理和变形规律以及沉降控制对策,主要工作及研究成果如下:（1）提出了基于PSO-ERF算法的矿区三维地应力反演方法。将机器学习的随机森林（RF）算法和高效寻优的粒子群（PSO）算法相结合,提出了基于粒子群寻优改进随机森林模型（ERF）的地应力实测值-地应力场模型边界参数反演算法（PSO-ERF）,确定其算法流程和实现步骤,基于该算法提出了矿区三维地应力场反演方法。将该方法应用于甲玛矿区地应力场反演,其结果与实测值之间具有较好的一致性。（2）建立了构应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降力学模型。分析了水平构造应力对覆岩移动和变形的影响机理,得出水平构造应力有利于减小顶板沉降的结论。将充填体视为弹性地基、顶板岩层视为深梁,采用弹性地基上的简支深梁模型表述坚硬厚大顶板下缓倾斜（水平）厚大矿体充填开采的覆岩移动问题,利用弹性地基梁理论和弹性力学分析方法,推导了构造应力作用下充填开采顶板应力应变的解析解;通过理论计算,分析了充填体地基系数、水平应力侧压系数、开采深度、采充长度等因素对顶板沉降的影响,明确了充填体与顶板的相互作用关系,揭示了大面积开采充填体强度与顶板沉降控制的相互影响机理。（4）揭示了构造应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动规律。采用数值模拟方法研究了不同侧压系数和充填体强度下顶板沉降和盘区矿柱支承压力变化规律,分析了水平构造应力有利于减小顶板沉降的应力拱效应,揭示了水平构造应力具有将顶板垂直应力部分转移至矿体两端围岩中的作用机理,侧压系数越大,应力转移效果越显着。（5）提出了构造应力作用下考虑地表沉降控制的缓倾斜厚大矿体充填开采充填体强度设计方法。建立充填体地基系数与弹性模量之间的关系,依据地表沉降与充填体地基系数的关系,提出基于地表沉陷控制等级的缓倾斜厚大矿体两步骤嗣后充填开采充填体强度设计与配比参数反演方法。论文研究成果对于高构造应力矿区缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动和地表沉降控制具有重要指导意义,相关成果也可应用于同类矿体条件的自重应力型矿山充填开采领域。论文有图87幅,表18个,参考文献180篇。
路学通[7]（2020）在《条带煤柱膏体置换开采覆岩及地表沉陷规律研究》文中指出随着城市的快速发展和不断扩张,大量煤矿的压煤面积与压煤总量持续增长,造成煤矿可采资源总量急剧缩减,极大的制约了煤矿企业的绿色可持续发展。为解决条带开采带来的回采率低、掘进率高等问题,并实现二次开采对地表沉陷影响的有效控制,本文通过理论分析、相似材料模拟、数值模拟及现场探测相结合的方法,对比分析了垮落法和膏体充填开采的覆岩移动和顶板下沉规律,提出了条带煤柱膏体置换开采技术方法,对膏体充填工作面顶板破坏机理和裂隙演化规律进行了研究,并得到以下主要结论:（1）基于对覆岩“活化”机理的研究,建立了“遗留条带煤柱-工作面顶板”承载结构体系与“条带充填体-工作面顶板”承载结构体系的覆岩结构模型,结合实际地质采矿条件分析了条带煤柱宽度与充填体抗压强度的关系和充填回收遗留条带煤柱的覆岩“活化”机理。（2）基于相似材料模拟试验,研究了条带开采对采空区上方覆岩结构的影响,通过分别模拟采用垮落法管理顶板进行回采、采用充填法管理面后顶板进行遗留煤柱回收和膏体充填条带开采之后的三种状态,得出垮落条带开采后垮落带高度范围以内的上覆岩层发生下沉所产生的曲线呈现为波浪形,沉降活动较为显着。而距离地面较近的岩层发生的弯曲下沉却比较明显,最终累积下沉形成了盆地。采用垮落法开采后地表最大下沉值为650mm,由图可知,当遗留的煤柱进行充填开采以后,地表的最大下沉值变成了 815.0mm,但是此处的遗留煤柱单单进行充填开采时,它的下沉值仅为45.0mm,相比实际开采下沉值减少了 120mm。（3）通过FLAC3D数值模拟研究了充填条件下覆岩及地表移动变形规律,对比煤柱充填开采前后煤岩弹性塑性区分布图可知,垮落条带开采后,应力集中于煤柱上方的覆岩中,且开采边界实体煤侧的应力集中系数小于煤柱区域的应力集中系数;当煤柱充填开采后,煤柱充填的二次采动大幅度扩大了原条带采空区顶板拉断区范围,最终顶板应力集中系数降低,应力扩散到边界实体煤中。使用充填体后其与顶板岩层重新形成稳定承载结构。（4）通过与条带开采地表沉陷对比,得到充填二次采动相对前期条带开采地表变形无明显增加,地面沉降值最大是171mm,倾斜走向形变是-1.3～1.4mm/m,倾斜倾向形变是-0.9～0.9mm/m,水平走向形变是-1.2～0.6mm/m,水平倾向形变是-0.5～0.4mm/m,符合建筑物保护范围要求。
杜文刚[8]（2020）在《基于光纤感测的采动覆岩变形演化特征试验研究》文中研究表明地下开采活动引起的地层运移破坏是典型的“黑箱”问题,工程现场难以掌握完整覆岩结构特征。覆岩垂直分带划分、导水裂隙带发育高度预测、覆岩关键层位置判别、超前支承压力监测等依旧是采矿工程领域主要研究问题,是实现矿井安全高效开采的重要保障。因此,推动采动岩体变形监测技术发展在采矿领域具有重要研究价值。无论工程现场岩体变形监测或实验室模型试验研究,研究采动引起的岩体变形演化规律的重点落在科学准确地获取岩体内部各种变形参量信息。随着光纤传感技术的飞速发展,为采动岩体结构变形监测提供了新的方法。光纤传感技术应用于采动岩体变形监测尚存在诸多亟待解决的问题,如何通过光纤传感技术科学有效地获取采动覆岩内部变形信息及应力演化规律成为该领域当前研究的重点。本文基于此,通过理论分析、等强度梁标定试验、ANSYS数值模拟、岩样试件单轴压缩试验、大倾角煤层开采物理相似模型试验、浅埋厚煤层开采相似模型试验、FLAC数值计算、研究矿区矿压数据分析等研究方法,分别对光纤感测基础理论及岩体变形监测应用两部分内容展开研究。针对以往研究中对光纤与采动覆岩在不同开采阶段耦合作用关系分析不足的问题,提出传感光纤与采动岩体的耦合关系量化指标“光纤-岩体耦合系数”,分别探讨在纵向覆岩层位高度及横向工作面推进位置两个维度变量时空演化过程对耦合系数的影响,通过耦合系数对定义的工作面来压判别参量“平均应变增量”进行修正;通过耦合系数对采动引起的覆岩垂直分带区进行合理划分。在以往研究基础上,首次通过分布式光纤传感监测数据判别上覆岩层中关键层位置分布,判别结果与通过传统经典关键层理论计算位置一致性较好。论文主要创新点包括:（1）提出采动岩体与分布式光纤的耦合性量化指标:岩体-光纤耦合系数,对光纤-岩体耦合关系进行量化分析,探讨不同垂直分带区对应耦合系数分布特征,基于此提出与光纤接触的五种不同垂直分带区岩体结构。分析了光纤-岩体耦合作用关系及界面力学行为,以此判断光纤与岩体的接触关系。（2）提出平均应变增量（ASI）统计分析方法,并通过光纤-岩体耦合系数进行修正,反应顶板运动剧烈程度用以表征工作面来压位置与来压强度。通过统计学t假设检验法对顶板岩体活动是否为应变增量突变的本质影响因素进行验证分析。（3）建立光纤感测应变曲线形态、裂隙带发育高度与关键层活动的内在联系实现光纤感测表征覆岩垂直分带特征;基于分析目前主要关键层判别方法、关键层失稳破断方式及光纤传感识别关键层内在机理,提出光纤感测采动覆岩关键层判定参量（CSI）,并通过试验监测数据及传统判定方法对其有效性进行验证。建立基于光纤传感技术感测的采动上覆岩层移动变形及结构演化表征体系,具有较高的学术价值与研究意义。结合光纤传感测温、测湿等相关技术,将采矿引起的地层移动变形“黑箱问题”透明化,为实现矿井智能化开采提供相关数据信息,对于推动光纤传感技术在矿业工程领域发展具有重要意义。
王昌祥[9]（2020）在《切顶充填开采采动效应及矸石柱稳定性试验研究》文中认为针对目前充填开采材料不足的问题,从控制开采沉陷的角度出发,以国内的“采选充+X”采煤、结构充填开采,国外的高边坡采煤为基础,提出了切顶充填开采的方法:资源化处理部分采空区（切顶区）顶板作为就地（充填区）充填材料,科学布设切顶区、充填区,依靠成套研发的切顶充填综合采煤设备,实现采空区的部分充填,在充填材料自给自足的基础上达到减沉的目标。为了验证切顶充填开采的效果以及为切顶充填设计提供试验依据,本文选择浅埋煤层为工程背景,采用相似材料模拟试验、数值模拟、破碎矸石压缩试验、理论分析等方法开展研究,得到了切顶充填开采覆岩破坏特征、位移应力演化过程以及采动裂隙分布规律,揭示了切顶充填开采的尺寸效应与平面充填率效应、矸石柱压缩变形特征,分析了切顶充填开采链式失稳特征、载荷响应以及充实率计算公式。通过本文研究取得主要结论如下:（1）开展了切顶充填法与垮落法的相似材料模拟对比试验,发现了切顶充填开采竖直位移为垮落法开采的8.29%,水平位移为垮落法开采的6.67%,切顶充填开采应力集中系数为垮落法开采的56.00%,验证了切顶充填的减沉、减压效果。通过数值模拟对比试验,发现了切顶充填开采顶板不同种类裂隙降低幅度大约在2/3,验证了切顶充填的抑制采动裂隙生成的效果。切顶充填开采可以形成横向连续、纵向协调的覆岩整体形变,从而实现围岩的损伤控制。切顶充填开采可以降低能量释放总量,降低能量积聚以及降低能量释放速率,从而具备防治动力灾害的优势。（2）开展了变参数的切顶充填相似材料模拟试验,得到了在采充体积相等的前提下,充填厚度是决定其开采效果的关键参数。开展了变参数的数值模拟,获得了竖直位移与充填区应力的采厚效应与充宽效应。理论上,煤层厚度越小,切顶高度越大,充填宽度越大,切顶充填效果越好。基于改进的灰色关联度计算方法,通过MATLAB计算得到:切顶区宽度、充填区宽度与顶板位移以及充填区应力之间的关联度都较小,煤层厚度与顶板位移以及充填区应力之间的关联度最大。（3）建立了切顶充填开采顶板初次断裂等效分段弹性地基梁模型,通过MATLAB计算得到不同平面充填率开采时顶板的初次断裂距离、位置以及断裂前后能量分布、能量释放量。根据杨家村矿地质情况,切顶充填条件下顶板不发生破断的临界平面充填率为57%左右,此时的极限破断尺寸为37.8m。对于同一平面充填率,采空区相关能量指标曲线形态与顶板挠度一致;煤壁前方相关能量指标曲线形态呈现指数变化规律。随着平面充填率的增加,采空区与煤壁前方能量释放密度上下限都呈现出降低的趋势。（4）进行了不同侧限约束条件下的破碎矸石压缩试验与无侧限破碎矸石压缩的数值模拟。无侧限约束条件下残高比与高径比呈现出三次函数的变化规律,尤其是当高径比小于0.4的时候,残高比增长迅速。侧向支护作用改变了压缩过程,残留高度及残高比都增加。固定侧限条件下,在载荷突变或者水的影响下,变形稳定的破碎矸石仍会发生变形的突增。不同侧限条件下破碎矸石应力应变更加符合Terzaghi模型。无侧限条件下破碎矸石流变适用于PTh体流变模型。（5）开展了切顶充填开采覆岩链式失稳的相似模拟试验与数值模拟研究,发现了在采空区中部及端部的顶板最容易失稳,切顶充填采场矸石柱的失稳具有多米诺骨牌效应。结合结构力学理论,得到了关键区域的矸石柱失稳,临近矸石柱的载荷响应。提出了切顶充填采场有三种覆岩破坏空间结构,切顶充填开采采场上方覆岩应力呈“复合应力拱”的特征。得到了切顶充填充实率的计算公式,当上覆岩层重力较小（4MPa以内）,平面充填率0.5以上,预压实应力2MPa左右时,充实率可以保证在0.7～0.8。根据本文研究结果,提出了提高切顶充填系统稳定性的措施。
王昆[10]（2020）在《预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究》文中研究表明安全环保高效地回收煤炭资源,且广泛适用于保水开采、“三下”开采等特殊开采环境,并能有效地控制地表沉降,对国家能源安全、生态环境安全及煤炭企业经济成本控制等具有重要的意义。传统长壁采煤法控制地表沉降效果有待提高,传统条带采煤法存在回采率低等缺陷,完全充填开采具有生产成本高等缺陷。若能将上述传统采煤方法的优点结合,尽可能规避其缺陷,产生一种新的地下支撑方法和采煤方法,则可进一步提高我国煤炭开采水平。鉴于此,本论文提出了“预应力矸石混凝土柱支撑体系”并进行了系统的研究;另外以煤矸石混凝土支撑材料研究为基础,综合采用理论分析、数值模拟和相似模拟结合的方法,对其对应的采煤方法进行了系统的研究。本论文主要研究内容与结论如下:（1）系统深入地研究了我国采煤方法、充填开采、充填材料的技术特点与发展现状,提出了利用预应力间隔高强度人工材料构筑支撑体系,与关键层覆岩联合支撑,从而最大限度避免顶板下沉的新型地下支撑体系。（2）研究了预应力矸石混凝土柱支撑体系采煤方法、预应力施加方法及预应力矸石混凝土柱支撑采煤覆岩变形规律。通过对大同矿区条带式开采历史资料的分析,结合理论分析,研究了预应力矸石混凝土柱宽度与最大留设间距。（3）通过配比试验,研究了矸石混凝土的制备方法。选择煤矸石作为混凝土骨料,以C20混凝土为强度指标,对其试样的流动性和力学性能进行试验研究,获得了C20矸石混凝土最佳配比方案。（4）进行了矸石混凝土矿井水浸泡试验和长期蠕变试验,结果表明其长期强度满足间隔支撑采煤技术要求。得到了矸石混凝土柱在蠕变和酸性采空区积水化学耦合作用下的变形规律。（5）采用有限元数值模拟方法,研究了矸石混凝土支撑柱宽度和控顶区宽度组合方案的矸石混凝土柱、顶板上覆岩层和地表的垂直、水平位移和应力变化特征。通过对各方案进行了安全性分析,结果表明:“5m预应力矸石混凝土柱支撑柱——15m控顶区”方案的经济性和可靠性均较优。（6）利用三维相似模拟试验,研究了预应力矸石混凝土柱支撑采煤工作面上覆岩层的时效应力、位移变化特征。结果表明,“5m预应力矸石混凝土柱支撑柱——15m控顶区”方案,基本顶未发生较大变形,回采完毕后混凝土柱完好,地表基本未发生沉陷。上覆岩层的应力与位移随时间趋于稳定。（7）以同煤集团四老沟矿为例,进行了预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法的工业应用研究。以矸石混凝土长距离输送为标准,研究了矸石混凝土制备与管道输送系统。对预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法进行了综合的技术经济分析。结果表明,从延长矿井服务年限、采出遗弃煤炭资源等全方位分析,预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法具有巨大的经济与社会效益以及广泛的推广价值。
二、井下开采后地表移动规律分析研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、井下开采后地表移动规律分析研究（论文提纲范文）
（1）浅埋藏近距离煤层群开采裂隙漏风及煤自然发火规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目标及内容 |
| 1.4 技术方法及技术路线 |
| 2 浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃特性及极限参数研究 |
| 2.1 程序升温实验装置及过程 |
| 2.2 浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃特性参数研究 |
| 2.3 浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃极限参数研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 浅埋藏近距离煤层群开采地表裂隙漏风规律研究 |
| 3.1 浅埋藏近距离煤层群开采地表裂隙发育规律 |
| 3.2 浅埋藏近距离煤层群开采地表裂隙漏风规律 |
| 3.3 浅埋藏近距离煤层群开采地表漏风影响因素分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 浅埋藏近距离煤层群开采覆岩漏风裂隙演化及孔隙率变化规律研究 |
| 4.1 物理模拟实验分析 |
| 4.2 数值模拟分析 |
| 4.3 浅埋藏近距离煤层群复合采空区离散裂隙—孔隙模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自然发火模拟研究 |
| 5.1 浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃数学模型 |
| 5.2 模型建立及参数设置 |
| 5.3 复合采空区模拟结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 浅埋藏近距离煤层群开采自燃防治技术研究 |
| 6.1 浅埋藏近距离煤层群开采自然发火影响因素 |
| 6.2 井上下联合控风技术 |
| 6.3 采空区覆盖隔氧技术 |
| 6.4 采空区惰化降氧技术 |
| 6.5 浅埋藏近距离煤层群开采自燃防治技术体系 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）地下工程开挖对地面环境设施的影响及安全防护措施的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 矿山地下开采诱发地表变形的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 矿山开采诱发地表移动研究方法 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究路线 |
| 第二章 老虎台矿区新采区设计与工程地质概况 |
| 2.1 老虎台矿概况 |
| 2.1.1 位置与交通 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 水文气象 |
| 2.2 老虎台矿区工程地质特征 |
| 2.2.1 井田地质构造 |
| 2.2.2 井田地层分布 |
| 2.2.3 井田水文地质情况 |
| 2.3 老虎台矿-280m水平阶段煤柱工作面开采设计 |
| 2.3.1 采煤方法 |
| 2.3.2 开采工艺、采放比 |
| 2.3.3 巷道布置 |
| 2.3.4 支护设计 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 按各采区实际开采时序模拟研究覆岩移动规律 |
| 3.1 数值模拟模型设计 |
| 3.1.1 老虎台矿各采区按实际开采时序开采方案分析模型设计 |
| 3.1.2 研究区岩石力学参数确定 |
| 3.1.3 地下开采数值模拟模型的建立 |
| 3.1.4 地表移动变形特征 |
| 3.2 不同采区按实际开采时序开采诱发覆岩位移和应力演变规律分析 |
| 3.2.1 -480m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 3.2.2 -330m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 3.2.3 -380m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 3.2.4 -430m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 3.2.5 -280m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 3.2.6 不同采区开采诱发地表位移变化规律 |
| 3.3 不同采区按实际开采时序开采诱发覆岩变形规律分析 |
| 3.3.1 倾斜变形规律分析 |
| 3.3.2 水平变形规律分析 |
| 3.3.3 曲率变形规律分析 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 按各采区连续开采模拟研究覆岩移动规律 |
| 4.1 数值模拟模型的设计 |
| 4.1.1 老虎台矿各采区按连续开采方案数值模拟模型设计 |
| 4.1.2 老虎台矿地下开采数值模拟模型的建立 |
| 4.2 不同采区连续开采诱发覆岩位移和应力演变规律分析 |
| 4.2.1 -480m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 4.2.2 -330m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 4.2.3 -380m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 4.2.4 -430m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 4.2.5 -280m采区开采诱发覆岩位移和应力演变规律 |
| 4.2.6 不同采区开采诱发地表位移变化规律 |
| 4.3 不同采区连续开采诱发覆岩变形规律分析 |
| 4.3.1 倾斜变形规律分析 |
| 4.3.2 水平变形规律分析 |
| 4.3.3 曲率变形规律分析 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 地表移动破坏范围界定及顶板突水预测与安全防护措施研究 |
| 5.1 不同开采条件下地表移动影响范围 |
| 5.1.1 移动角与边界角对比分析 |
| 5.1.2 实测资料分析 |
| 5.1.3 各采区按实际开采时序开采综合叠加影响范围 |
| 5.1.4 各采区连续开采综合叠加影响范围确定 |
| 5.1.5 结合相关规范的规定确定移动角 |
| 5.2 地下开采诱发蓄水池透水可能性研究 |
| 5.2.1 导水裂隙带形成机理 |
| 5.2.2 导水裂隙带发育高度影响因素 |
| 5.2.3 地下开采导水裂隙带高度确定 |
| 5.2.4 老虎台矿井顶板突水安全防护措施 |
| 5.2.5 安全防护措施造价分析 |
| 5.3 本章总结 |
| 第六章 老虎台矿-280 水平采区安全监测及老矿区土地复垦和生态重构 |
| 6.1 老虎台矿地表变形监测体系建立 |
| 6.1.1 采空区安全监测的必要性 |
| 6.1.2 地表监测系统设计 |
| 6.1.3 监测具体要求 |
| 6.2 老虎台矿及东露天矿老矿区生态恢复与重构 |
| 6.2.1 抚顺煤矿周围生态环境现状 |
| 6.2.2 近年来生态整治主要成果 |
| 6.2.3 老虎台矿及东露天矿生态环境修复主要治理任务 |
| 6.2.4 老虎台矿及东露天矿生态环境修复主要防治措施 |
| 6.3 本章总结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）开采地表沉陷预测冲击地压研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地表沉陷与冲击地压机理研究 |
| 1.2.2 应用数值模拟对地表沉陷及冲击地压的研究 |
| 1.2.3 应用相似材料模拟对地表沉陷及冲击地压的研究 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.4 技术路线图 |
| 第2章 地表沉陷与冲击地压的关联性分析 |
| 2.1 地表沉陷破坏形式 |
| 2.2 覆岩运动引发地表沉陷的机理及特征 |
| 2.3 冲击地压的分类及分级 |
| 2.3.1 冲击地压的分类 |
| 2.3.2 冲击地压的强度分级 |
| 2.4 覆岩运动引发冲击地压的机理及特征 |
| 2.5 地表沉陷与冲击地压的相关性研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 开采中地表沉陷规律数值模拟研究 |
| 3.1 数值模拟简介 |
| 3.2 数值模型建立 |
| 3.3 数值模拟计算结果分析 |
| 3.3.1 不同推进距离地表变化规律 |
| 3.3.2 不同推进距离覆岩应力变化规律 |
| 3.3.3 不同推进距离覆岩移动规律 |
| 3.3.4 不同推进距离地表变化与覆岩应力变化 |
| 3.3.5 不同基本顶厚度地表沉陷规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 地表沉陷规律相似材料模拟研究 |
| 4.1 相似材料模拟基本原理 |
| 4.2 相似模型的建立 |
| 4.2.1 实验模型设计及配比 |
| 4.2.2 模型监测方法与开采方案 |
| 4.3 相似材料模拟实验结果分析 |
| 4.3.1 不同顶板厚度条件下围岩应力变化规律 |
| 4.3.2 不同顶板厚度条件下覆岩移动规律 |
| 4.3.3 不同顶板厚度条件下煤柱位移变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 红阳三矿地表沉陷在预测冲击地压中的应用 |
| 5.1 井田概况 |
| 5.2 井田地层 |
| 5.3 工作面概况 |
| 5.4 红阳三矿地表移动监测数据分析 |
| 5.4.1 原有地表移动监测方案 |
| 5.4.2 监测数据分析 |
| 5.5 地表沉陷监测冲击地压方案 |
| 5.5.1 监测点的布设 |
| 5.5.2 地表沉陷监测系统的观测 |
| 5.6 地表沉陷评价冲击地压危险性方法 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术成果及参加科研情况 |
（4）黄土沟壑区多工作面开采地表形变破坏分析与评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 黄土沟壑区开采沉陷研究现状 |
| 1.2.2 地下采煤对斜坡影响研究现状 |
| 1.2.3 黄土坡体稳定性研究现状 |
| 1.2.4 现有研究的不足 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 2 黄土沟壑区多工作面开采地表变形破坏特征 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 彬长矿区概况 |
| 2.1.2 文家坡煤矿开采工作面与观测站布设 |
| 2.1.3 大佛寺煤矿开采工作面与观测站布设 |
| 2.2 多工作面开采地表移动变形特征 |
| 2.2.1 多工作面开采地表沉陷规律 |
| 2.2.2 地表移动参数变化分析 |
| 2.2.3 相邻工作面地表移动对比分析 |
| 2.3 多工作面开采地表动态移动特征 |
| 2.3.1 地表点移动轨迹分析 |
| 2.3.2 老采空区地表动态下沉特征 |
| 2.4 不同地质条件对地表变形的影响分析 |
| 2.4.1 地形对地表变形的影响 |
| 2.4.2 采深对地表变形的影响 |
| 2.5 采动地表裂缝发育特征 |
| 2.5.1 采动裂缝形成机理 |
| 2.5.2 采煤塌陷裂缝测定方法 |
| 2.5.3 裂缝发育特征分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 采动斜坡滑移及土体变形数值模拟分析 |
| 3.1 采动斜坡滑移数值模拟 |
| 3.1.1 采动地表变形分布特征 |
| 3.1.2 采动斜坡滑移特征 |
| 3.2 采动斜坡土体单元变形分析 |
| 3.2.1 采动土体单元变形机理 |
| 3.2.2 水平变形规律分析 |
| 3.2.3 竖向变形规律分析 |
| 3.2.4 采动土体单元体积变形分析 |
| 3.3 采深对地表移动变形的影响分析 |
| 3.3.1 不同采深下的地表移动特征 |
| 3.3.2 不同采深下的土体单元变形特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多工作面开采地表沉陷预计与坡体稳定性评价 |
| 4.1 多工作面开采地表沉陷预计 |
| 4.1.1 黄土层荷载作用下开采沉陷类型判别 |
| 4.1.2 相邻工作面间隔煤柱稳定性判别 |
| 4.1.3 基于概率积分法的多工作面开采地表沉陷预计 |
| 4.2 采动影响下斜坡的稳定性评价 |
| 4.2.1 采动形变引起的土体物理力学参数变化 |
| 4.2.2 基于极限平衡法的坡体稳定性计算 |
| 4.2.3 不同坡度下的采动斜坡的稳定性评价 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）尚庄煤矿工作面建筑群下开采方案可行性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 2 矿井及地表建筑物概况 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.2 地表建(构)筑物 |
| 3 地表移动计算方法和计算参数研究 |
| 3.1 建(构)筑物的采动损坏等级研究 |
| 3.2 地表移动计算的概率积分法 |
| 3.3 地表移动计算参数确定 |
| 3.4 地表移动实测对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 507、509 工作面建下开采方案分析 |
| 4.1 507、509 工作面全采方案分析 |
| 4.2 507、509 工作面限厚方案分析 |
| 4.3 经济技术综合分析 |
| 4.4 507、509 工作面开采设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 地表移动观测站设计 |
| 5.1 观测线的布设 |
| 5.2 观测要求 |
| 5.3 观测方案 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 主要结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和技术路线 |
| 2 矿区地质特征与地应力分布规律 |
| 2.1 矿区地质特征 |
| 2.2 矿岩物理力学参数试验 |
| 2.3 矿区地应力测量与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
| 3.1 参数反演的基本理论 |
| 3.2 参数反演的PSO-ERF智能算法模型 |
| 3.3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 构造应力环境充填开采充填体与顶板相互作用机理 |
| 4.1 充填开采覆岩结构特征 |
| 4.2 构造应力对覆岩变形的影响机理 |
| 4.3 充填开采覆岩变形力学模型及求解 |
| 4.4 充填体与顶板相互作用机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 构造应力作用下充填开采覆岩移动规律 |
| 5.1 数值模拟方案及模型建立 |
| 5.2 不同侧压系数和充填体强度覆岩移动规律 |
| 5.3 不同侧压系数和充填体强度盘区矿柱支承压力变化规律 |
| 5.4 矿体回采过程地表沉降与支承压力显现规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 胶结充填材料力学性能预测与配比参数反演 |
| 6.1 胶结充填材料力学性能试验 |
| 6.2 低温环境对充填体强度的影响 |
| 6.3 胶结充填体需求强度计算 |
| 6.4 基于PSO-ERF模型的胶结充填材料配比参数反演 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程实践与应用 |
| 7.1 充填系统概况 |
| 7.2 甲玛矿区充填开采地表沉陷预测 |
| 7.3 实测数据分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）条带煤柱膏体置换开采覆岩及地表沉陷规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 条带煤柱膏体置换开采覆岩及地表移动变形机理研究 |
| 2.1 条带煤柱膏体置换开采覆岩结构模型 |
| 2.2 充填体与工作面液压支架相互作用机理 |
| 2.3 条带煤柱置换开采覆岩“活化”机理研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 条带煤柱膏体置换开采覆岩及地表移动相似材料模拟实验 |
| 3.1 相似材料试验方案 |
| 3.2 开采过程 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 条带煤柱膏体置换开采覆岩及地表移动数值模拟研究 |
| 4.1 数值模拟方案 |
| 4.2 条带煤柱覆岩移动规律研究 |
| 4.3 条带煤柱覆岩应力变化规律研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 膏体充填工业性试验 |
| 5.1 膏体充填开采试验区概况 |
| 5.2 地面建筑物情况 |
| 5.3 设计采区开采实践及地表沉陷变形情况 |
| 5.4 充填工艺系统 |
| 5.5 现场监测与研究 |
| 5.6 地表沉陷实测分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 论文展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于光纤感测的采动覆岩变形演化特征试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 采动覆岩结构演化及分带理论研究现状 |
| 1.2.2 采动覆岩破坏及矿压规律研究现状 |
| 1.2.3 关键层理论及判别方法研究现状 |
| 1.2.4 岩体变形监测技术的发展 |
| 1.2.5 光纤传感技术研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 2 采动上覆岩体运移规律及光纤感测理论基础 |
| 2.1 采动覆岩结构特征及其演化规律 |
| 2.1.1 不同开采阶段采动岩体结构演化特征 |
| 2.1.2 采动岩体垂直分带理论及光纤感测机制 |
| 2.2 采动覆岩关键层光纤感测判定理论基础 |
| 2.2.1 现有关键层判别方法 |
| 2.2.2 关键层失稳破坏方式 |
| 2.2.3 光纤感测关键层判别机理 |
| 2.3 本文研究地质条件采动岩体活动及矿压规律 |
| 2.3.1 大倾角煤层开采顶板活动及应力分布规律 |
| 2.3.2 浅埋特厚煤层开采顶板来压与裂隙带发育规律 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 光纤传感变形测试理论及与相似岩体耦合性分析 |
| 3.1 光纤传感监测基础原理及关键参数 |
| 3.1.1 布里渊光时域分析技术(BOTDA) |
| 3.1.2 影响测量效果的技术参数 |
| 3.1.3 岩体变形光纤感测应用关键技术 |
| 3.2 基于光纤频移变化度的覆岩变形表征 |
| 3.3 采动岩体与光纤耦合关系及受力分析 |
| 3.3.1 岩体-光纤界面力学行为 |
| 3.3.2 耦合变形过程光纤受力理论分析 |
| 3.3.3 岩体-光纤耦合性定量化分析 |
| 3.3.4 采动岩体变形演化光纤感测阶段特性与垂直分带 |
| 3.4 顶板来压过程应变增量表征及统计检验 |
| 3.5 基于光纤感测的采动岩体关键层判定 |
| 3.6 光纤感测结构体应力状态分析 |
| 3.6.1 梁结构弯曲变形理论 |
| 3.6.2 试验传感器布置方式 |
| 3.6.4 分布式光纤感测应力状态分析 |
| 3.6.5 光纤感测应力ANSYS模拟分析 |
| 3.6.6 FBG感测应力状态分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 光纤感测的大倾角煤层覆岩活动规律模型试验研究 |
| 4.1 大倾角煤层开采覆岩结构特征分析 |
| 4.1.1 顶板空间结构特征 |
| 4.1.2 顶板倾向力学模型 |
| 4.2 顶板变形特征光纤感测模型试验 |
| 4.2.1 地质资料及模型概况 |
| 4.2.2 模型铺装过程及主要测试系统 |
| 4.2.3 大倾角煤层开采采场围岩运移特征 |
| 4.2.4 大倾角煤层开采采场围岩应力演化规律 |
| 4.3 顶板变形光纤感测试验结果分析 |
| 4.4 顶板活动规律内在机理分析 |
| 4.4.1 顶板微观变形光纤传感响应 |
| 4.4.2 顶板宏观离层检测 |
| 4.4.3 基于ASI分析的顶板倾向来压表征 |
| 4.4.4 光纤感测顶板非对称变形规律 |
| 4.5 基于耦合性分析的顶板倾向垂直分带划分 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 光纤感测的浅埋煤层工作面来压与覆岩分带表征试验研究 |
| 5.1 浅埋煤层开采的一般性规律 |
| 5.1.1 浅埋煤层关键层分类及特征 |
| 5.1.2 浅埋煤层开采导水裂隙带发育规律 |
| 5.2 研究矿区地质条件及工程背景 |
| 5.2.1 顶板岩性参数 |
| 5.2.2 顶板关键层判别 |
| 5.3 相似模型建立与光纤传感系统布置 |
| 5.3.1 物理相似模型概况 |
| 5.3.2 模型监测系统 |
| 5.4 浅埋特厚煤层开采覆岩运移特征 |
| 5.6 覆岩变形与来压过程光纤传感监测分析 |
| 5.6.1 模型内部温度变化 |
| 5.6.2 关键层变形与来压过程FBG监测分析 |
| 5.6.3 基于FBG检测的超前支承压力分布 |
| 5.6.4 基于BOTDA检测的超前支承压力分布 |
| 5.6.5 采动覆岩变形BOTDA监测结果分析 |
| 5.7 基于光纤-岩体耦合性分析的顶板来压与覆岩垂直分带表征 |
| 5.7.1 浅埋煤层开采光纤-岩体耦合关系模型 |
| 5.7.2 基于耦合系数修正的顶板来压特征ASI分析 |
| 5.7.3 基于BOTDA感测的覆岩垂直分带表征 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 本文研究矿区矿压监测数据综合对比分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 大柳塔矿52304工作面矿压观测方案 |
| 6.3 大柳塔矿52304工作面矿压观测结果 |
| 6.4 枣泉煤矿 120210 工作面矿压观测 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士期间发表论文 |
| 攻读博士期间获取专利 |
| 攻读博士期间参加学术会议 |
| 攻读博士期间参加项目 |
（9）切顶充填开采采动效应及矸石柱稳定性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 2 切顶充填开采方法概述与适用分析 |
| 2.1 切顶充填开采基本原理 |
| 2.2 切顶充填开采适用分析 |
| 2.3 切顶充填开采方法设计 |
| 2.4 切顶充填开采关键问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 切顶充填开采顶板运移特征对比模拟研究 |
| 3.1 工程背景 |
| 3.2 垮落法开采顶板运移特征模拟 |
| 3.3 切顶充填开采顶板运移特征模拟 |
| 3.4 切顶充填开采裂隙分布规律模拟 |
| 3.5 切顶充填开采损伤控制效应与能量控释效应 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 切顶充填开采不同主控因素采动效应研究 |
| 4.1 切顶充填开采变采厚采动效应 |
| 4.2 切顶充填开采变充宽采动效应 |
| 4.3 切顶充填开采变参数采动效应数值模拟研究 |
| 4.4 切顶充填开采平面充填率影响采动效应研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 切顶充填开采矸石柱承载稳定性试验研究 |
| 5.1 有无支护条件下破碎矸石承载稳定性试验 |
| 5.2 无支护条件下破碎矸石承载稳定性数值模拟 |
| 5.3 固定侧限破碎矸石承载稳定性试验 |
| 5.4 破碎矸石压缩相关讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 切顶充填开采链式失稳特征及充实率模型研究 |
| 6.1 切顶充填开采链式失稳特征 |
| 6.2 切顶充填开采充实率计算模型 |
| 6.3 切顶充填开采可行性分析以及稳定性措施 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（10）预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 采煤方法研究现状 |
| 1.2.2 充填开采方法研究现状 |
| 1.2.3 充填材料研究现状 |
| 1.2.4 条带与充填采煤岩层控制研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题及解决思路 |
| 1.4 本文的主要研究内容和研究方法 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第2章 预应力间隔支撑体系关键技术研究 |
| 2.1 预应力矸石混凝土柱支撑体系研究 |
| 2.2 预应力的施加方法研究 |
| 2.2.1 预应力矸石混凝土柱支撑柱构筑体系 |
| 2.2.2 矸石混凝土柱支撑柱预应力施加方法研究 |
| 2.3 预应力矸石混凝土支撑采煤方法研究 |
| 2.3.1 预应力支撑柱间煤体回采方法研究 |
| 2.3.2 巷道支护及通风方式研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 矸石混凝土制备方法与特性的试验研究 |
| 3.1 煤矸石主要性能指标与骨料制备研究 |
| 3.1.1 煤矸石成分分析 |
| 3.1.2 煤矸石淋溶试验 |
| 3.1.3 煤矸石作为矸石混凝土骨料研究 |
| 3.2 矸石混凝土制备方法研究 |
| 3.2.1 配比方案 |
| 3.2.2 矸石混凝土配比方案及力学性能试验研究 |
| 3.2.3 最佳配比优化选择 |
| 3.3 矿井水长期浸泡矸石混凝土特性试验研究 |
| 3.3.1 矿井酸性环境特性 |
| 3.3.2 矿井水长期浸泡矸石混凝土特性变化试验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 预应力支撑体系蠕变特性试验研究 |
| 4.1 蠕变试验设备与方法 |
| 4.2 蠕变试验结果分析 |
| 4.3 顶板和矸石混凝土的蠕变本构方程和长期强度 |
| 4.4 预应力支撑柱高应力与矿井水化学耦合作用的时效变形研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 预应力支撑体系对岩层控制研究 |
| 5.0 预应力矸石混凝土柱布置方案研究 |
| 5.0.1 矸石混凝土支撑柱合理间距研究 |
| 5.0.2 条带式采煤成功历史资料对比研究 |
| 5.1 数值模拟模型 |
| 5.1.1 力学模型简化 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.1.3 计算模型的各岩层力学特性参数 |
| 5.1.4 计算过程的若干说明 |
| 5.2 岩层应力位移分布规律研究 |
| 5.2.1 垂直应力分布规律研究 |
| 5.2.2 垂直位移分布规律研究 |
| 5.2.3 水平位移分布规律研究 |
| 5.2.4 安全系数研究 |
| 5.3 预应力间隔支撑最佳方案研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 预应力支撑体系覆岩稳定性研究 |
| 6.1 试验方法概述 |
| 6.2 采动覆岩应力变化特征 |
| 6.2.1 回采后直接顶应力变化 |
| 6.2.2 回采后基本顶应力变化 |
| 6.3 采动覆岩移动变形特征研究 |
| 6.3.1 回采后直接顶位移变化 |
| 6.3.2 回采后基本顶位移变化 |
| 6.3.3 巷道壁及支撑柱的稳定性分析 |
| 6.3.4 回采后的地表沉陷 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 预应力支撑采煤方法工业应用方案设计 |
| 7.1 预应力矸石混凝土柱支撑采煤开拓方案研究 |
| 7.2 预应力矸石混凝土支撑柱构筑系统研究 |
| 7.2.1 预应力支撑柱构筑系统研究 |
| 7.2.2 输送管道及附属系统研究 |
| 7.3 预应力矸石混凝土柱支撑采煤方法经济分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、井下开采后地表移动规律分析研究（论文参考文献）
- [1]浅埋藏近距离煤层群开采裂隙漏风及煤自然发火规律研究[D]. 卓辉. 中国矿业大学, 2021(02)
- [2]地下工程开挖对地面环境设施的影响及安全防护措施的研究[D]. 杨文涛. 北方工业大学, 2021(01)
- [3]开采地表沉陷预测冲击地压研究[D]. 李云昊. 辽宁大学, 2021
- [4]黄土沟壑区多工作面开采地表形变破坏分析与评价[D]. 闫照存. 西安科技大学, 2021(02)
- [5]尚庄煤矿工作面建筑群下开采方案可行性研究[D]. 张保泉. 中国矿业大学, 2020(07)
- [6]高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制[D]. 刘建东. 中国矿业大学, 2020
- [7]条带煤柱膏体置换开采覆岩及地表沉陷规律研究[D]. 路学通. 山东科技大学, 2020(04)
- [8]基于光纤感测的采动覆岩变形演化特征试验研究[D]. 杜文刚. 西安科技大学, 2020
- [9]切顶充填开采采动效应及矸石柱稳定性试验研究[D]. 王昌祥. 山东科技大学, 2020
- [10]预应力矸石混凝土柱支撑体系及其采煤方法研究[D]. 王昆. 太原理工大学, 2020(01)