1绪论 1
1.1问题的提出与研究意义 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2研究意义 3
1.2国内外研究现状 4
1.2.1采煤沉陷规律的研究 4
1.2.2采煤沉陷机理的研究 5
1.2.3采煤沉陷预计的研究 7
1.2.4采煤沉陷灾变预警的研究 10
2采煤沉陷灾变与构造环境的关系 12
2.1采煤沉陷灾变 12
2.2构造环境 13
2.3构造环境对采煤沉陷灾变的控制作用和控制机理 15
2.3.1构造介质对采煤沉陷的控制 15
2.3.2构造形态对采煤沉陷的控制 18
2.3.3构造界面对采煤沉陷的控制 24
2.3.4构造应力对采煤沉陷的控制 27
2.4本章小结 29
3构造环境要素对采煤沉陷的影响度分析 31
3.1构造介质对采煤沉陷的影响度 32
3.2构造形态对采煤沉陷的影响度 37
3.3构造界面对采煤沉陷的影响度 42
3.4构造应力对采煤沉陷的影响度 46
3.4.1构造应力型采煤沉陷数值模拟 46
3.4.2构造应力型采煤沉陷相似材料模拟 48
3.5影响采煤沉陷灾变的主要构造因素 54
3.6本章小结 59
4铜川矿区构造环境类型及其与采煤沉陷灾变的关系 60
4.1煤矿区构造环境划分依据 60
4.2铜川矿区地质概况及煤层赋存条件 68
4.2.1地层与煤层 68
4.2.2水文地质特征 70
4.2.3构造特征 70
4.3铜川矿区构造环境主要类型 71
4.4深埋似连续介质型构造环境与采煤沉陷之间的量化关系 72
4.4.1数值试验模型的建立 73
4.4.2深埋似连续介质型构造环境对采煤沉陷的影响 77
4.4.3深埋似连续介质型构造环境对采煤沉陷影响的机理分析 79
4.4.4深埋似连续介质型构造环境与采煤沉陷量化关系的确定 81
4.5深埋不连续介质型构造环境与采煤沉陷灾变之间的量化关系 83
4.5.1数值试验模型的建立 83
4.5.2深埋不连续介质型构造环境对采煤沉陷的影响 87
4.5.3深埋不连续介质型构造环境对采煤沉陷影响的机理分析 93
4.5.4深埋不连续介质型构造环境与采煤沉陷量化关系的确定 98
4.6本章小结 101
5采煤沉陷灾变辨识与预警 103
5.1采煤沉陷的灾变点 103
5.1.1采煤沉陷Ⅰ类灾变点 103
5.1.2采煤沉陷Ⅱ类灾变点 104
5.2采煤沉陷Ⅰ类灾变的辨识与预警 105
5.3采煤沉陷Ⅱ类灾变的辨识与预警 107
5.3.1关键层的极限破断距分析 108
5.3.2软岩受力弯曲的水平变形分析 112
5.3.3岩层下部自由空间计算 114
5.3.4岩层破断与其下部自由空间高度的关系 115
5.3.5采煤沉陷Ⅱ类灾变辨识与预警的实现 116
5.4本章小结 116
6应用实例 118
6.1铜川矿区采煤沉陷Ⅰ类灾变预警 118
6.1.1铜川矿区王石凹井田地质概况 119
6.1.2铜川矿区王石凹井田构造环境特征 120
6.1.3铜川矿区王石凹井田采煤沉陷特征 121
6.1.4采煤沉陷Ⅰ类灾变预警 122
6.2铜川矿区采煤沉陷Ⅱ类灾变预警 123
6.2.1铜川矿区主要含水层和隔水层的赋存规律 123
6.2.2铜川矿区徐家沟井田地质与采矿条件 126
6.2.3铜川矿区采煤沉陷Ⅱ类灾变预警 128
6.2.4防止采煤沉陷Ⅱ类灾变出现的措施 131
6.3本章小结 135
7结论 136
参考文献 140