“三软”煤层开采沉陷规律及其应用PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状及存在问题 2

1.2.1 “三软”煤层开采研究现状 2

1.2.2 岩层与地表移动国内外研究现状 3

1.2.3 沉陷区建筑物保护技术研究现状 5

1.3 研究内容 10

1.4 研究方法和技术路线 11

1.4.1 研究方法 11

1.4.2 技术路线 11

第2章 郑州矿区概况 13

2.1 概述 13

2.1.1 郑煤集团简介 13

2.1.2 郑州矿区简介 13

2.2 交通地理位置 14

2.3 矿区主要矿井生产概况 14

2.4 矿区地形情况 16

2.5 水文、气象条件 17

2.6 地质采矿条件 17

2.6.1 地层 17

2.6.2 构造 20

2.6.3 煤系、煤层 23

第3章 “三软”煤层岩层移动规律及参数研究 24

3.1 矿区主要观测站简介 24

3.2 地表移动角量参数的确定方法 24

3.2.1 基本概念 24

3.2.2 各类角量参数的确定方法 25

3.3 赵家寨煤矿地表移动角量参数 26

3.3.1 11206首采面观测站简介 26

3.3.2 地表移动盆地特征分析 28

3.3.3 地表移动角值参数求取 37

3.4 大平矿地表移动角量参数 47

3.4.1 13091工作面观测站简介 47

3.4.2 地表移动盆地特征分析 48

3.4.3 地表移动角值参数求取 51

3.5 米村矿地表移动角量参数 52

3.5.1 260061观测站地表移动特征及角量参数 52

3.5.2 1302观测站地表移动特征及角量参数 57

3.6 超化矿地表移动角量参数 63

3.6.1 11051工作面观测站简介 63

3.6.2 观测结果 63

3.6.3 地表移动主要参数 67

3.7 主要煤矿岩层与地表移动角量参数汇总 67

3.8 郑州矿区岩层与地表移动角量参数的确定 68

第4章 “三软”煤层概率积分法预计参数研究 71

4.1 基于MATLAB概率积分法预计参数求取方法 71

4.1.1 现有求参数方法分析 71

4.1.2 曲线拟合法基本原理 72

4.1.3 主断面上地表移动变形预计公式 73

4.1.4 MATLAB在开采沉陷中的应用 75

4.2 赵家寨煤矿预计参数研究 76

4.2.1 利用特征点及经验公式求取预计参数 76

4.2.2 基于MATLAB的曲线拟合法求取参数 78

4.2.3 地表沉陷的概率积分法预计分析 83

4.3 米村煤矿预计参数研究 87

4.3.1 260061观测站曲线拟合 87

4.3.2 1302观测站曲线拟合 88

4.4 超化煤矿预计参数研究 89

4.5 大平煤矿预计参数研究 90

4.6 金龙煤矿预计参数研究 93

4.7 裴沟煤矿预计参数研究 93

4.8 主要煤矿概率积分法预计参数汇总 94

4.9 概率积分法预计参数的特性分析 94

4.9.1 下沉系数特性分析 96

4.9.2 主要影响角正切特性分析 96

4.9.3 拐点偏移距特性分析 98

4.9.4 开采影响传播角特性分析 99

4.10 小结 100

第5章 村庄建筑物下“三软”煤层条带开采技术研究 101

5.1 条带开采的非线性理论模型研究 101

5.1.1 突变理论的数学模型 102

5.1.2 走向条带煤柱破坏失稳的尖点突变模型 102

5.1.3 倾向条带煤柱破坏失稳的尖点突变模型 105

5.2 条带开采的地表移动参数研究 107

5.2.1 条带开采地表移动参数分析 107

5.2.2 结果分析 109

5.3 大采宽条带开采的预计方法研究 110

5.3.1 条带开采预计方法及其参数 110

5.3.2 地表移动和变形预计分析 110

5.4 建筑物下条带开采应用实例 113

5.4.1 大平矿走向条带开采 113

5.4.2 张沟矿建筑物下条带开采应用 117

5.4.3 裴沟矿条带开采实例 120

5.5 建筑物采动影响评价 122

5.5.1 开采影响下建筑物损坏程度的人工神经网络预测模型 122

5.5.2 采动影响下建筑物损害程度的模糊聚类分析 126

5.5.3 建筑物保护技术 128

5.6 小结 130

第6章 “三软”煤层水体下采煤及保护技术研究 131

6.1 国内外研究现状及分析 131

6.1.1 国外研究现状 131

6.1.2 国内研究现状 132

6.2 米村矿水库坝体下协调开采技术研究 135

6.2.1 水库坝体下协调开采技术 135

6.2.2 地质采矿条件及工作面布置 136

6.2.3 水库坝体下放顶煤开采的安全性研究 139

6.2.4 采后地表移动和变形计算 144

6.2.5 采动影响下堤坝稳定性数值模拟研究 153

6.2.6 放顶煤协调开采坝体采动影响程度分析 161

6.2.7 土石坝坝体灌浆加固技术研究及应用 168

6.3 芦沟煤矿水库下采煤技术研究 174

6.3.1 研究区概况 174

6.3.2 五星水库水体下采煤的安全性分析 175

6.3.3 地表沉陷预计和采动影响分析 186

6.3.4 水库下采煤的观测及安全技术措施 190

6.4 裴沟煤矿水库下采煤技术研究 192

6.4.1 研究区概况 192

6.4.2 魔洞王水库、坝体现状及其压煤情况 192

6.4.3 魔洞王水库下采煤安全性分析 193

6.5 东坪煤矿水库下采煤技术研究 195

6.5.1 研究区概况 195

6.5.2 券门水库及压煤情况 195

6.5.3 试采工作面设计 196

6.5.4 券门水库下试采安全性分析 197

6.5.5 试采工作面地表移动变形预计结果 198

6.6 小结 199

第7章 “三软”煤层路桥下采煤技术及保护措施研究 200

7.1 概述 200

7.2 大平矿公跨铁路立交桥下采煤技术研究 202

7.2.1 桥梁概况 202

7.2.2 工作面基本情况 203

7.2.3 公跨铁路立交桥附近地表移动变形预计 204

7.2.4 覆岩离层注浆减沉方案设计 212

7.2.5 桥梁加固维护技术 229

7.3 超化矿铁路下放顶煤开采技术研究 230

7.3.1 研究区概况 230

7.3.2 预计结果 231

7.3.3 铁路及桥涵加固维修方案及实施 231

7.4 小结 233

第8章 高压线铁塔下采煤技术及应用研究 234

8.1 国内外研究现状及分析 234

8.2 地表移动变形对高压线铁塔影响分析 237

8.2.1 地表下沉的影响 237

8.2.2 地表倾斜的影响 239

8.2.3 地表曲率的影响 241

8.2.4 地表水平移动的影响 241

8.2.5 地表水平变形的影响 241

8.2.6 高压输电线路的运行标准 243

8.3 采动区高压线铁塔与地基、基础协同作用力学模型 243

8.3.1 协同作用力学模型的建立 244

8.3.2 协同作用微分方程求解 246

8.3.3 高压线铁塔桁架结构变形及附加应力 249

8.3.4 计算实例 250

8.4 金龙煤业公司高压线铁塔下采煤技术研究及应用 251

8.4.1 研究区概况 251

8.4.2 铁塔概况和压煤量 252

8.4.3 采后地表移动和变形计算 253

8.4.4 高压线铁塔变形及安全性分析 255

8.4.5 采动影响下高压线铁塔基础倾覆稳定性计算 256

8.4.6 高压线铁塔下采煤保护技术措施 262

8.4.7 现场观测结果分析 266

8.5 张沟矿高压线铁塔下采煤技术研究 268

8.5.1 采区概况 268

8.5.2 高压线铁塔及其压煤情况 268

8.5.3 采区工作面开采方案布置优化 272

8.5.4 条带开采方案设计研究 272

8.5.5 条带开采后地表移动变形预计 274

8.5.6 高压线铁塔观测站的设置 280

8.6 地表变形对高压线铁塔影响数值模拟研究 281

8.6.1 倾斜变形对高压线铁塔影响数值模拟研究 281

8.6.2 水平变形对高压线铁塔影响数值模拟研究 289

8.7 高压线铁塔的防护和维修措施 296

8.7.1 地表沉陷控制措施 296

8.7.2 高压线铁塔的维修和防护措施 297

8.8 小结 300

第9章 郑州矿区“三下”压煤开采技术标准 301

9.1 术语和定义 301

9.2 郑州矿区地表移动角量参数 302

9.2.1 地表移动角量参数 302

9.2.2 概率积分法预计参数 304

9.3 建筑物下压煤开采技术标准 306

9.4 水体下压煤开采技术标准 306

9.5 线性构筑物下压煤开采技术标准 308

主要参考文献 310