1 采空区概述 1
1.1 大面积采空区的危害 2
1.2 采空区探测技术 3
1.3 采空区稳定性监测技术 4
1.4 采空区稳定性理论分析 5
1.4.1 矿柱稳定性理论 6
1.4.2 顶板稳定性理论 7
1.4.3 采空区稳定性评价理论 9
1.5 采空区稳定性数值分析 11
1.6 采空区处理技术 13
1.6.1 崩落围岩处理采空区 13
1.6.2 用充填料充填处理采空区 14
1.6.3 留永久矿柱或构筑人工石柱处理采空区 15
1.6.4 联合法处理采空区 16
1.7 采空区充填体与围岩作用机理 16
1.8 采空区充填体强度分析 18
1.9 小结 19
2 基于实测的数值计算模型构建方法 20
2.1 采空区井下CMS探测 20
2.1.1 CMS设备简介 20
2.1.2 CMS测量原理 20
2.1.3 CMS使用步骤 23
2.1.4 CMS数据处理 24
2.1.5 CMS探测技术与地球物理探测的比较 25
2.2 采空区实体模型的构建 27
2.2.1 3Dmine简介 27
2.2.2 采空区三维实体模型的建立 28
2.2.3 采空区三维块体模型的构建 28
2.3 构建FLAC3D数值计算模型 29
2.3.1 FLAC3D简介 29
2.3.2 地表及整体数值计算模型的建立 30
2.3.3 矿体和采空区数值计算模型的建立 31
2.4 小结 34
3 采空区关键岩体稳定性评判 35
3.1 采空区顶板应力分布及覆岩破坏规律 35
3.1.1 顶板应力分区 35
3.1.2 采空区顶板覆岩变形分布 37
3.2 采空区顶板失稳分析法 38
3.2.1 梁理论分析法 38
3.2.2 模型法分析 40
3.2.3 板理论分析 41
3.2.4 载荷传递交汇线法 41
3.2.5 采空区厚跨比理论 42
3.3 实测采空区顶板稳定性评判 42
3.4 采空区矿柱稳定性评判 46
3.4.1 矿柱应力状态分布 47
3.4.2 矿柱强度分析 48
3.5 基于实测采空区计算模型构建 49
3.5.1 地表实体模型建立 49
3.5.2 计算模型的基础坐标数据提取 51
3.5.3 三维数值计算模型的建立 53
3.6 基于实测复杂采空区数值模拟分析 56
3.6.1 力学参数选取 56
3.6.2 初始应力场形成 57
3.6.3 模拟结果分析 57
3.7 实测采空区失稳评判 73
3.8 小结 76
4 基于模糊－灰关联理论采空区失稳分析 78
4.1 模糊综合评判法 78
4.1.1 模糊评判步骤 78
4.1.2 隶属函数确定方法 80
4.1.3 影响因素重要程度系数及确定方法 80
4.2 采空区失稳模糊综合评判研究 80
4.2.1 区域地质条件影响因素 81
4.2.2 采空区水文影响因素 84
4.2.3 采空区周围环境因素 86
4.2.4 采空区结构参数影响因素 87
4.2.5 采空区失稳评判模型的建立 89
4.2.6 模糊评判确定采空区失稳级别 96
4.3 基于灰关联理论采空区失稳分析 98
4.3.1 灰关联理论 99
4.3.2 采空区失稳灰关联分析 100
4.4 小结 104
5 复杂采空区综合治理技术研究 106
5.1 采空区治理技术及适用性 106
5.1.1 充填法治理采空区 106
5.1.2 崩落围岩治理采空区 107
5.1.3 设置矿柱支撑采空区 108
5.1.4 隔离封闭采空区 109
5.1.5 联合法治理采空区 110
5.2 采空区分类及综合治理技术 111
5.2.1 全尾砂胶结充填治理采空区 114
5.2.2 隔离封闭治理采空区 123
5.3 试充矿段采空区数值模拟研究 131
5.3.1 力学参数确定 131
5.3.2 试充采空区数值模拟结果分析 133
5.4 小结 156
参考文献 158