第1章 绪论 1
1.1 问题的提出及研究意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 采场覆岩控制理论研究现状 2
1.2.2 采场底板变形破坏理论研究 7
1.2.3 薄基岩煤层矿压规律研究现状 10
1.2.4 存在的问题 12
1.3 研究内容 12
1.4 研究方法与研究路线 13
1.4.1 研究方法 13
1.4.2 技术路线 14
第2章 矿井水文工程地质环境分析与评价 15
2.1 井田地质概况 15
2.1.1 地层 15
2.1.2 地质构造 17
2.1.3 煤层 17
2.2 矿井水文地质条件分析 18
2.2.1 区域水文地质特征 18
2.2.2 井田水文边界条件及水文地质勘探类型 19
2.2.3 井田主要含水层及隔水层 19
2.2.4 矿床充水因素分析 21
2.2.5 矿井涌水量预算 21
2.3 矿井围岩物理力学性质 22
2.3.1 黏土层的物理力学特征 22
2.3.2 岩样的物理力学特征 24
2.4 上覆岩层对采煤影响的综合评价 28
2.4.1 第四系、新近系地层结构特征 28
2.4.2 二1煤顶板岩层结构特征 31
第3章 薄基岩煤层开采工作面矿压显现规律 34
3.1 薄基岩煤层开采顶板破坏规律试验 34
3.1.1 相似原理与相似材料 34
3.1.2 模型设计 36
3.1.3 试验结果分析 38
3.2 薄基岩煤层综采矿压显现规律观测 43
3.2.1 观测内容与方法 43
3.2.2 观测结果分析 46
3.2.3 矿压观测的基本结论 53
第4章 薄基岩煤层覆岩破坏裂隙演化特征 55
4.1 分形基本知识 55
4.1.1 分形 55
4.1.2 分维 56
4.1.3 分形维数的计算方法 56
4.2 裂隙的几何参数 58
4.2.1 裂隙的几何特征 58
4.2.2 描述裂隙参数的常用分布函数 59
4.2.3 统计方法 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 裂隙长度和开度的分形特征 63
4.3.3 裂隙强度的分形特征 64
4.3.4 裂隙面粗糙度的分形特征 65
4.3.5 裂隙各向异性的分形特征 65
4.4 覆岩采动裂隙网络演化的分形特征 65
4.4.1 采动岩体裂隙网络研究方法 65
4.4.2 采动岩体裂隙网络演化的分形规律 69
4.4.3 “上三带”分形维数 71
4.5 覆岩破坏损伤的分形特征 72
4.5.1 损伤力学基本概念 72
4.5.2 损伤岩石的分形特征 73
4.5.3 覆岩破坏损伤的分形模型 74
第5章 厚松散层不同厚度基岩煤层围岩运动规律 76
5.1 模型建立 76
5.1.1 FLAC3D简介 76
5.1.2 模拟目的 77
5.1.3 三维模型建立 77
5.1.4 边界条件的确定 77
5.1.5 岩体物理力学参数的选取 78
5.2 模拟结果分析 79
5.2.1 11011工作面模拟结果分析 79
5.2.2 不同厚度基岩模拟结果分析 90
第6章 薄基岩煤层覆岩破坏高度 105
6.1 覆岩破坏高度的研究方法 105
6.1.1 经验公式法 105
6.1.2 物理模拟 107
6.1.3 数值模拟 107
6.1.4 现场实测 108
6.2 覆岩破坏高度的主要影响因素 110
6.2.1 开采方法与开采厚度 110
6.2.2 覆岩岩性和结构 111
6.2.3 地质结构 112
6.2.4 煤层倾角 113
6.2.5 工作面几何参数 113
6.2.6 时间 114
6.3 基于人工神经网络的裂隙带高度预测 114
6.3.1 BP算法的改进 114
6.3.2 选择学习和训练样本 116
6.3.3 模型结构 117
6.3.4 网络的学习训练 119
6.4 赵固一矿覆岩破坏高度研究 121
6.4.1 现场实测 121
6.4.2 相似模拟试验 125
6.4.3 结果对比 126
第7章 突水威胁工作面底板破坏深度 127
7.1 底板破坏深度探测 127
7.1.1 观测原理 127
7.1.2 现场观测 128
7.1.3 观测成果分析 132
7.2 底板岩体破坏的相似模拟试验 142
7.2.1 模型设计 142
7.2.2 试验结果分析 143
7.3 基于SVM的底板破坏深度预测模型 146
7.3.1 底板破坏深度影响因素分析 146
7.3.2 支持向量机原理 148
7.3.3 支持向量回归机 150
7.3.4 预测模型设计 153
7.3.5 预测模型仿真实例 155
第8章 顶底板防治水技术措施 170
8.1 顶板防水（防溃砂）技术措施 170
8.1.1 露头区保护安全煤岩柱的设计 170
8.1.2 开采技术措施 172
8.1.3 防水或防砂安全技术措施 172
8.2 底板突水威胁性评价 173
8.2.1 底板隔水层性质评价 173
8.2.2 含水层导升高度评价 174
8.2.3 底板突水性评价 175
8.3 底板加固技术措施 177
8.3.1 地面注浆站建设 177
8.3.2 注浆系统工艺参数 179
8.3.3 造浆系统 180
8.3.4 底板含水层注浆改造工程设计 181
8.3.5 注浆效果 184
第9章 结论与展望 185
9.1 主要结论 185
9.2 展望 188
参考文献 189