第1章 绪论 1
1.1背景及意义 1
1.2国内外研究现状与发展趋势 2
1.2.1开采沉陷的发展历史 2
1.2.2开采沉陷的发展趋势 8
1.3主要研究内容 9
1.4研究方法 9
第2章 开采沉陷监测方法研究 11
2.1地表沉陷监测方法 11
2.1.1一般地表沉陷监测方法 11
2.1.2 DInSAR监测技术 15
2.1.3 CORS监测技术 25
2.2覆岩内部沉陷监测方法 31
2.2.1一般覆岩移动变形监测技术 31
2.2.2数字全景成像监测技术 35
2.3采煤区建筑物的变形观测 39
2.3.1一般建筑物变形的观测 40
2.3.2高耸建筑物变形观测 45
2.3.3吊车轨道观测 48
2.3.4地下管线观测 50
第3章 地表开采沉陷监测及其移动变形分析 53
3.1矿区概况简介 53
3.1.1煤田概况 53
3.1.2研究区概况 54
3.2地表沉陷观测 55
3.2.1研究区CORS现状 55
3.2.2观测线及测点布设情况 56
3.3矿区地表裂缝形成机理与特征分析 59
3.3.1地表裂缝形成过程机理分析 59
3.3.2 8104工作面上方地表裂缝特征分析 59
3.4 CORS监测数据处理方法与精度分析 62
3.4.1数据处理方法简介 62
3.4.2 GAMIT/GLOBK软件数据处理流程与步骤 64
3.4.3 CORS监测数据与水准仪测量数据对比分析 66
3.5矿区地表移动变形实测数据的整理与分析 67
3.5.1走向观测线地表移动变形分析 67
3.5.2倾向观测线地表移动变形分析 69
3.5.3地表移动参数求取 72
3.5.4 8104工作面开采现场实测数据分析结果 74
第4章 地表与覆岩移动变形的相似模拟 76
4.1相似材料模拟试验原理 76
4.2实验目的 77
4.3实验设计 77
4.3.1模拟对象 77
4.3.2模型架与观测设备 78
4.3.3模拟采用的相似条件 79
4.3.4相似配比与试验材料的制备 80
4.3.5相似模拟实验模型的构建 81
4.3.6模型的制作过程 81
4.3.7测点布设与开采设计 82
4.4覆岩破断与煤柱损伤规律研究 83
4.4.1上层煤开采覆岩破断与煤柱损伤规律 83
4.4.2下层煤开采覆岩破断与煤柱损伤规律 84
4.5覆岩内部岩层移动特征变形特征分析 89
4.5.1不同岩层下沉特征分析 89
4.5.2工作面推进过程中同一岩层下沉特征分析 90
4.6相似材料模拟试验观测方法研究 91
4.6.1经纬仪测量角度法 91
4.6.2全站仪测量坐标法 93
第5章 地表与覆岩移动变形的数值模拟 99
5.1研究内容 99
5.2 FLAC3D数值模拟计算程序 99
5.2.1计算程序简介 99
5.2.2 FLAC3D计算特征 100
5.2.3 FLAC3D的求解流程 101
5.3三维模型建立与模拟过程 102
5.3.1几何模型建立 102
5.3.2计算模型的选择 102
5.3.3岩层参数选取 104
5.3.4模拟计算过程 105
5.4方案一——围岩与地表应力场、破坏场及位移场特性分析 107
5.4.1围岩应力场分布规律 107
5.4.2围岩破坏场分布规律 111
5.4.3围岩位移场分布规律 114
5.4.4 8104工作面开采对地表破坏及下沉的影响研究 116
5.4.5地表主断面移动变形特征分析 119
5.5方案二——围岩应力场、破坏场及位移场特性分析 121
5.5.1煤柱损伤不同程度围岩应力场特征 122
5.5.2煤柱损伤不同程度围岩破坏场特征 124
5.5.3煤柱损伤不同程度围岩位移场特征 125
5.6方案三——围岩与地表应力场、破坏场及位移场特性分析 127
5.6.1围岩应力场、破坏场及位移场特性分析 127
5.6.2两煤层同采地表破坏及移动变形特性分析 130
第6章 采动损害保护煤柱留设 132
6.1保护煤柱留设原理 133
6.2围护带与移动角 133
6.2.1围护带宽度 133
6.2.2移动角β、γ、δ及松散层移动角？ 134
6.3保护煤柱留设方法 135
6.3.1保护煤柱留设所需资料 135
6.3.2垂直剖面法留设保护煤柱 135
6.4几种常见类型煤柱的留设方法 138
6.4.1立井与工业场地保护煤柱的留设 138
6.4.2斜井保护煤柱的留设 142
参考文献 146