第1章 绪论 1
1.1研究目的和意义 1
1.2国内外研究进展 2
1.2.1岩体改造研究进展 2
1.2.2底板采动效应机理研究进展 2
1.2.3底板采动效应研究方法进展 5
1.3主要研究内容和技术方法 6
第2章 恒源煤矿矿井工程地质背景 9
2.1矿井概况 9
2.2矿井地质特征 10
2.2.1地层 10
2.2.2构造 16
2.3矿井水文地质特征 24
2.3.1区域水文地质概况 24
2.3.2矿井水文地质特征 28
第3章 恒源矿井6煤层底板突水危险性预评价 46
3.1底板突水危险性评价方法现状 46
3.2五图-双系数法基本原理 47
3.2.1“五图”的概念和意义 47
3.2.2“双系数”的概念和意义 48
3.2.3“三级判别”的概念和意义 48
3.3恒源矿井6煤层底板突水危险性预评价 48
3.3.1评价标准 48
3.3.2参数确定 49
3.3.3评价结果 55
第4章 煤层底板加固与灰岩含水层改造注浆工程 57
4.1地面注浆站概况 57
4.1.1地面注浆站应用概况 57
4.1.2恒源煤矿建立地面注浆站的必要性 58
4.2底板加固与含水层改造注浆系统构成 59
4.3工作面注浆改造工程实施过程 62
4.3.1工作面注浆工程设计 62
4.3.2钻注施工工艺流程与技术要求 63
4.3.3注浆效果检查与评价 65
4.4试验工作面底板注浆改造工程实施概况 65
4.4.1Ⅱ615工作面底板注浆改造工程实施概况 65
4.4.2Ⅱ6117工作面底板注浆实施概况 68
4.4.3Ⅱ6112工作面底板注浆实施概况 73
第5章 注浆前后煤层底板工程地质与水文地质特征研究 78
5.1注浆前后煤层底板工程地质特征差异性研究 78
5.1.1工程概况 78
5.1.2注浆前后底板岩石物理力学性质试验研究 80
5.1.3岩石质量指标评价 87
5.1.4注浆前后底板岩块波速测试与对比 88
5.1.5注浆前后底板岩层钻孔波速原位测试与对比 93
5.1.6注浆前后底板岩体结构分析 102
5.1.7注浆前后底板岩体强度特征 106
5.2注浆前后煤层底板含水层富水性钻探探查与评价 110
5.2.1Ⅱ615工作面注浆前后底板含水层富水性钻探探查与评价 110
5.2.2Ⅱ6117工作面注浆前后底板含水层富水性钻探探查与评价 113
5.2.3Ⅱ6112工作面注浆前后底板含水层富水性钻探探查与评价 117
5.3注浆前后底板含水层富水性物探探查与评价 121
5.3.1探测方法原理 121
5.3.2Ⅱ615工作面底板注浆前后物探探测结果对比分析 123
5.3.3Ⅱ6117工作面底板注浆前后物探探测结果对比分析 132
5.3.4Ⅱ6112工作面底板注浆前后物探探测结果对比分析 137
5.4本章小结 140
第6章 煤层底板采动效应原位测试研究 142
6.1底板采动效应原位测试研究概况 142
6.2非注浆工作面底板采动效应原位测试研究 143
6.2.1震波CT探测原理 143
6.2.2探测工程布置与探测数据采集 144
6.2.3探测数据处理与结果分析 146
6.3注浆工作面底板采动效应原位测试研究 153
6.3.1孔巷间电阻率CT法测试原理及设备 153
6.3.2Ⅱ615工作面底板采动效应孔巷间电阻率CT法监测与分析 156
6.3.3Ⅱ6112工作面底板采动效应孔巷间电阻率CT法监测与分析 167
6.4注浆前后工作面底板采动效应探测结果评价 177
6.4.1注浆与非注浆工作面底板采动变形破坏深度 177
6.4.2注浆与未注浆工作面底板采动变形破坏深度差异性分析与注浆效果评价 177
第7章 煤层底板注浆改造效果数值模拟研究 180
7.1计算程序简介 180
7.2注浆前后煤层底板采动效应数值模拟 180
7.2.1计算模型构建 180
7.2.2计算参数选取 183
7.2.3计算方案与模拟计算过程 184
7.2.4模拟结果分析 184
7.3Ⅱ615工作面注浆改造底板采动效应数值模拟分析 193
7.3.1模型的建立 193
7.3.2模型结果分析 194
7.4Ⅱ6117工作面底板注浆加固采动效应数值模拟分析 200
7.4.1模型的建立 200
7.4.2模型结果分析 201
7.5本章小结 208
第8章 工程应用与效益分析 210
8.1底板含水层注浆改造带压开采安全性评价 210
8.1.1Ⅱ615工作面底板含水层注浆改造带压开采安全性评价 210
8.1.2Ⅱ6117工作面底板含水层注浆改造带压开采安全性评价 211
8.1.3Ⅱ6112工作面底板含水层注浆改造带压开采安全性评价 213
8.1.4Ⅱ6119工作面底板含水层注浆改造带压开采安全性评价 214
8.1.5Ⅱ628工作面底板含水层注浆改造带压开采安全性评价 216
8.2效益分析 217
第9章 结论 219
9.1主要结论 219
9.2主要创新点 220
参考文献 222