1 绪论 1
1.1 浅埋煤层岩层控制理论 3
1.1.1 浅埋煤层的矿压特征 3
1.1.2 浅埋煤层的特征与分类 5
1.1.3 浅埋煤层顶板结构理论 6
1.2 浅埋煤层保水开采研究 11
1.2.1 浅埋煤层顶板破断的空间结构形态 11
1.2.2 保水开采条件与隔水层稳定性 14
1.3 部分开采顶板控制理论 15
1.4 充填开采方法与技术 19
1.4.1 充填开采技术进展 19
1.4.2 充填材料及其力学特性 22
1.4.3 充填体的力学作用机理 24
1.4.4 条带充填开采岩层控制理论 25
2 覆岩地质条件及保水开采分类 26
2.1 煤层赋存条件 26
2.1.1 自然地理 26
2.1.2 地质构造特征 27
2.1.3 煤层赋存特征 28
2.1.4 煤层顶板基岩特征 31
2.2 覆岩工程地质特征 33
2.2.1 煤层覆岩结构类型 33
2.2.2 风化带工程地质特征 34
2.2.3 顶板基岩工程地质特征 35
2.2.4 隔水层工程地质特征 37
2.2.5 黏土隔水层应力应变及渗透系数变化规律 39
2.3 煤与水赋存的空间组合关系 42
2.4 萨拉乌苏组及其地下水资源 45
2.5 保水开采分类与分区 46
2.5.1 保水开采分类 46
2.5.2 保水开采分区 47
2.6 特殊保水开采区覆岩类型 49
2.6.1 特殊保水区分布状况 49
2.6.2 覆岩结构类型 49
3 柔性条带充填原理及充填材料研究 52
3.1 柔性条带充填开采原理 52
3.1.1 条带充填方法 52
3.1.2 柔性条带充填开采技术原理 54
3.1.3 柔性条带充填方式 55
3.1.4 条带充填工艺 56
3.2 陕北风积沙的工程特性 57
3.2.1 陕北风沙滩地区分布状况 57
3.2.2 陕北风积沙物理特性 57
3.3 膏体充填材料的特点及可泵性 62
3.3.1 膏体充填材料的特点 62
3.3.2 膏体充填材料的可泵性 65
3.4 充填体强度的确定 67
3.4.1 早期强度 67
3.4.2 后期强度 69
3.4.3 膏体充填材料强度的确定 71
4 条带充填的隔水岩组稳定性实验研究 73
4.1 条带充填物理相似模拟实验设计 73
4.1.1 相似条件及相似参数 73
4.1.2 黏土隔水层的相似性研究 75
4.1.3 柔性充填材料的相似性研究 78
4.1.4 模型布置 80
4.2 条带充填开采隔水岩组稳定性的物理模拟 81
4.2.1 柔性条带充填开采上行裂隙和下行裂隙发育规律 82
4.2.2 中部基岩下沉规律 84
4.2.3 隔水层及其支撑岩柱移动规律 84
4.2.4 充填材料强度对覆岩的控制作用 86
4.2.5 充填条带载荷量及压缩量变化规律 89
4.3 条带充填开采数值模拟研究 90
4.3.1 条带充填数值计算模型 91
4.3.2 覆岩应力场和塑性区分布特征 91
5 条带充填保水开采的隔水岩组力学模型 95
5.1 隔水岩组结构力学模型 95
5.2 隔水岩组下沉曲线分析 98
5.3 上行裂隙发育高度分析 106
5.4 下行裂隙发育分析 110
5.4.1 下行裂隙发育深度 110
5.4.2 下行裂隙发育位置 110
6 充填条带和隔水岩组稳定性控制因素 113
6.1 岩柱载荷量及岩柱压缩量 113
6.2 充填条带载荷和压缩量 115
6.2.1 充填条带载荷量及充填条带压缩量 115
6.2.2 充填条带压缩量的相似材料试验 115
6.2.3 充填条带压缩量影响因素 117
6.3 隔水岩组下沉量影响因素 118
6.4 上行裂隙发育高度影响因素分析 120
6.5 下行裂隙发育深度影响因素分析 121
6.6 隔水岩组稳定性影响因素总结 123
7 条带充填开采隔水岩组稳定性判据 124
7.1 隔水岩组稳定性判据 124
7.2 基岩黏土型覆岩合理充填参数确定方法 125
参考文献 128