煤层开采顶板导水裂隙带高度预测理论与方法PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 顶板裂隙带高度预测的意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 经验公式法及其修正 2

1.2.2 冒落带、导水裂隙带的实际观测 4

1.2.3 冒落带、导水裂隙带的相似材料模拟研究 6

1.2.4 理论分析与数值模拟研究 7

1.2.5 导水裂隙带渗流研究 9

1.2.6 小结 9

2 覆岩移动破坏规律与破坏带划分 10

2.1 覆岩移动规律 10

2.1.1 水平及缓倾斜煤层的覆岩移动规律 10

2.1.2 倾斜煤层的覆岩移动规律 10

2.1.3 急倾斜煤层的覆岩移动规律 11

2.2 覆岩破坏机理 11

2.2.1 传递岩梁理论 11

2.2.2 砌体梁理论 13

2.3 岩体破坏阶段、渗透性与扩容 14

2.3.1 岩体破坏阶段与扩容 14

2.3.2 岩体破坏阶段渗透性与扩容 16

2.4 围岩破坏分带依据 17

2.4.1 围岩破坏分带主要依据 17

2.4.2 顶板围岩剪胀与冒落带、导水裂隙带的关系 19

3 导水裂隙带最大高度及其影响因素分析 22

3.1 冒落带、导水裂隙带最大高度 22

3.2 冒落带、导水裂隙带最大高度影响因素 22

3.2.1 采厚 23

3.2.2 采空区的面积 24

3.2.3 顶板管理方法和采煤方法 24

3.2.4 顶板岩层的结构类型 26

3.2.5 煤层的赋存状态 27

3.2.6 开采深度 27

3.3 开滦矿区工作面顶板导水裂隙带观测 27

3.3.1 东欢坨矿北一采区8煤层顶板导高观测 27

3.3.2 钱家营矿-600水平六采区7煤层顶板导高观测 28

3.3.3 林南仓矿西二采区12煤层顶板导高观测 28

3.3.4 范各庄矿南翼首采区7煤层顶板导高观测 29

3.4 开滦矿区顶板导高发育规律 31

3.4.1 经验数据与实测数据对比分析 32

3.4.2 开采方法影响分析 32

3.4.3 覆岩影响分析 33

4 缓倾斜煤层顶板导水裂隙带数值模拟 35

4.1 非相关联流动与岩体的剪胀 35

4.1.1 非相关联流动理论简述 35

4.1.2 岩体的剪胀角 35

4.2 工作面围岩体质量评价及力学参数选取 38

4.2.1 岩石力学参数选取方法 38

4.2.2 岩体力学参数选取方法 39

4.2.3 我国工程岩体质量评价方法 40

4.2.4 东欢坨矿2186下工作面顶底板岩体质量评价 42

4.3 三维快速拉格朗日分析的基本原理 46

4.3.1 数学模型 46

4.3.2 数值模型 47

4.3.3 摩尔-库仑本构模型 50

4.4 缓倾斜工作面顶板破坏分带数值模拟与分析 54

4.4.1 工作面概况 54

4.4.2 工作面数值模型的建立 54

4.4.3 导水裂隙带模拟结果分析 57

5 急倾斜特厚煤层开采工作面数值模拟 60

5.1 矿区地质及工作面概况 60

5.2 赵各庄矿2137西下工作面数值模型 63

5.3 急倾斜区顶板冒落带、导水裂隙带模拟分析 66

5.3.1 走向开挖15m围岩变形分析 67

5.3.2 走向开挖30m围岩变形分析 76

5.3.3 走向开挖25m围岩变形分析 82

5.3.4 2137西下工作面顶板冒落带、导水裂隙带最大高度的确定 83

5.4 数值模拟结果与经验公式计算结果对比分析 85

6 基于BP算法的水平-缓倾斜区导高预测 87

6.1 BP人工神经网络概述 87

6.1.1 多层前馈网络模型及BP算法 87

6.1.2 BP网的功能及导高预测适用性 88

6.2 导高预测指标的选取 89

6.3 导高预测样本集的建立 90

6.4 导高预测BP网的建立、训练及检验 92

6.5 导高预测指标的权重确定及结果分析 93

参考文献 95