1 概述 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 国外研究现状 3
1.2.2 国内研究现状 6
1.3 本书研究内容 13
1.4 本章小结 14
2 我国煤-水资源分布特征与矿区排-供-生态环保矛盾 15
2.1 我国煤-水资源分布特征 15
2.1.1 煤炭资源区域分布不均衡性特征 15
2.1.2 煤炭资源成煤-聚煤特征 15
2.1.3 煤-水资源逆向分布特征 15
2.1.4 煤-水共生共存特征 17
2.2 我国煤矿区排水、供水、生态环保三者之间矛盾 18
2.3 本章小结 20
3 煤层覆岩采动破坏特征与导水裂隙带发育高度预计 21
3.1 煤层覆岩采动破坏特征 21
3.1.1 煤层覆岩采动破坏的分带特征 21
3.1.2 煤层覆岩采动破坏的空间形态 22
3.2 导水裂隙带发育高度主控影响因素 23
3.3 长壁工作面导水裂隙带发育高度预计方法 27
3.3.1 综采长壁工作面导水裂隙带发育高度预计的经验公式 27
3.3.2 综放长壁工作面导水裂隙带发育高度预计的RBF神经网络模型 28
3.4 上覆水体采动等级及允许采动程度 31
3.5 本章小结 33
4 顶板水害威胁下“煤-水”双资源型矿井开采模式 34
4.1 “煤-水”双资源型矿井开采概念与内涵 34
4.2 “煤-水”双资源型矿井开采主要技术与方法 34
4.2.1 优化开采方法与参数工艺 35
4.2.2 多位一体优化结合 36
4.2.3 井下洁污水分流分排技术 39
4.2.4 人工干预水文地质条件 39
4.2.5 充填开采 40
4.3 顶板水害威胁下“煤-水”双资源型矿井开采模式构建 40
4.4 本章小结 43
5 松散孔隙含水层下开采模式工程应用——以兴源矿为例 44
5.1 矿井自然地理与地质概况 44
5.1.1 自然地理概况 44
5.1.2 矿井地质 45
5.1.3 矿井水文地质 47
5.2 薄基岩区第四系松散层底部含水层沉积与水文地质特征 51
5.2.1 第四系松散层厚度分布特征 51
5.2.2 第四系松散层垂直分带特征 51
5.2.3 第四系底部含水层沉积物组成 53
5.2.4 第四系底部含水层厚度分布特征 54
5.2.5 第四系底部含水层垂直结构特征 55
5.2.6 第四系底部含水层水文地质参数的确定 57
5.3 基于可拓物元理论的含水层富水性等级划分与分区 59
5.3.1 物元分析法基本原理 60
5.3.2 评价指标与权值确定 61
5.3.3 评价结果 62
5.4 煤层覆岩导水裂隙带高度预计与水体允许采动破坏程度 65
5.4.1 基岩厚度变化规律 65
5.4.2 煤层覆岩导水裂隙带高度预计 70
5.4.3 水体允许采动破坏程度 70
5.5 松散孔隙含水层下“煤-水”双资源型矿井开采模式分析 70
5.6 “天然水文地质条件＋短壁机械化开采”模式基础理论研究 71
5.6.1 煤房的合理安全跨度 71
5.6.2 屈服煤柱与压力拱理论 76
5.6.3 短壁机械化开采覆岩运动规律 79
5.6.4 屈服煤柱稳定性评价体系 81
5.6.5 煤房之间屈服煤柱宽度理论计算 83
5.6.6 区段之间刚性煤柱宽度理论计算 86
5.7 本章小结 87
6 基岩裂隙＋松散孔隙含水层下开采模式工程应用——以锦界矿为例 88
6.1 矿井自然地理与地质概况 88
6.1.1 自然地理概况 88
6.1.2 矿井地质 89
6.1.3 矿井水文地质 91
6.2 煤层覆岩导水裂隙带高度预计及水体允许采动破坏程度 92
6.3 煤层与含水层赋存关系及隔水层控水控砂能力 92
6.4 基岩裂隙＋松散孔隙含水层下“煤-水”双资源型矿井开采模式分析 95
6.5 基于FLAC3D的不同采煤方法煤层覆岩破坏规律数值模拟研究 96
6.5.1 工程地质概念模型 97
6.5.2 边界条件与初始参数 97
6.5.3 数值计算模型 98
6.5.4 模拟方案设计 99
6.5.5 模拟结果分析 101
6.6 本章小结 117
7 结论与展望 118
7.1 结论 118
7.2 展望 120
参考文献 121