一、淮南孔集煤矿复合水体下急倾斜A组煤层开采水害防治方法通过鉴定（论文文献综述）
孙丰英[1]（2021）在《淮南煤田岩溶地下水化学特征及形成机制研究》文中进行了进一步梳理岩溶水害是威胁我国华北型煤田深部开采的重大灾害之一。淮南煤田位于华北煤田南缘,其二叠系煤层下伏的石炭系上统、奥陶系下统和寒武系中上统岩溶较为发育,岩溶水具有水压高、流量大、流速迅猛等特征。随着煤炭开采不断向深部延伸,岩溶突水概率增大,造成了巨大的财产损失;而另一方面,在水资源贫乏的华北地区,岩溶水又是重要的供水水源。深部岩溶水赋存规律、水文地球化学特征及成因机制研究尚不完全清楚,因此,开展上述研究对于解决矿山安全开采和水资源开发与保护,具有十分重要的意义。本文以淮南煤田岩溶地下水为研究对象,采集了区内567件碳酸盐岩样品,进行了岩矿鉴定和化学成分分析,查明了不同岩相碳酸盐岩的化学组分、微观结构、岩溶发育特点和含水介质组合特征,阐明了淮南煤田区域岩溶地质条件;先后开展了4次地面抽水试验、9次井下放水试验和5次连通试验,分析了从浅部岩溶露头至深部岩溶地下水的赋存状况与补径排条件,研究了岩溶地下水的渗流场特征,获得了水流子系统空间分布规律;采集了水文地质试验孔和井下出水点的岩溶水样品共1267件,进行了水化学组分测试及多元统计分析,计算了岩溶水的循环深度及混合比例,模拟了 7条水化学反应路径及6种温压下的水文地球化学作用过程,探讨了岩溶含水层水文地球化学特征及成因机制,主要成果为:（1）淮南煤田碳酸盐岩的矿物成分与化学成分极为复杂,方解石与白云石的比例为3:1。铁主要以类质同像的方式取代镁而富集于白云石中成为铁白云石;硅富集形成硅质条带,并出现无定形结构蛋白石向玉髓转变的现象。岩石溶蚀、硅化等现象表明区内碳酸盐岩沉积后期遭受的热液作用、交代作用以及重结晶作用较为强烈,加之表生作用中的风化剥蚀作用,大大促进了本区岩溶的发育。岩溶发育强度顺序为:新庄孜>潘集>谢桥>张集>刘庄>口孜集。（2）淮南煤田NWW向构造裂隙及层间裂隙是岩溶地下水的主要径流通道。区域岩溶地下水流系统边界均为阻水断裂,分别为北界的刘府断裂、南界的颍上-定远断裂、东界的新城口-长丰断裂和西界的口孜集-南照集断裂;中间水流系统边界为煤田边缘的尚塘-明龙山断层、阜凤断层、舜耕山断层、阜李断层和山王集断层,其内的明龙山、上窑山、舜耕山和八公山碳酸盐岩出露,为岩溶水的补给区域;局部水流系统由煤田内部的NWW向中小型导水断层组成,在区内成雁型排列,是岩溶水的主要运移通道。（3）淮南煤田岩溶地下水pH值介于7.11至11.65之间,均值为8.41,属于弱碱性水;水温介于28℃至46℃之间,均值为31℃,属于低温热水。水化学类型由东向西呈HCO3·SO4→SO4·Cl→Cl的演化规律,由南向北呈HCO3→SO4·HCO3→SO4·Cl的演化规律;TDS由东南和西北向中部逐渐变大,表明南部和东部岩溶水处于强径流,而中部地带处于弱径流-滞留区。整个井田区域,岩溶水从西南向东北分别发育补给区、径流区、滞留区和排泄区。R型因子分析结果表明,太灰水和奥灰水各自提取的5个主成分能解释原始变量信息的87.24%和83.85%,因子得分占比最大的是浓缩作用因子,其次是溶滤作用因子,再次是混合作用因子,这表明,人类大规模集中疏排岩溶水行为导致的混合作用在控制岩溶水化学成分上逐渐占据重要地位。（4）微量元素Cr、Co、Cu、As反映了岩溶水以溶滤作用为主,Mn、Zr、Sb反映了岩溶水接受了浅部入渗补给,Li、V、Cr、Mn、Ni、As代表岩溶水受到深部热水的补给;煤田中部的δD与δ18O的含量都远低于大气降水中的含量,推测该区岩溶水是古溶滤-远程入渗补给水;T含量的区间值为1.03～5.89TU,小于6TU,说明岩溶水的年龄超过了 70a,近期的降水补给较为贫乏,处于相对较为封闭的环境中,构造开启程度较差,为古溶滤水。（5）利用SiO2化学温标,结合岩溶水的水温及地温梯度,估算出淮南煤田岩溶水的循环深度范围为-800～-2100m,其中丁集矿区岩溶水循环深度为-2065m,反映出岩溶地下水沿导水断裂构造参与了深部水循环,由西部和东部向中部径流,沿程经过深循环增温后,再向浅部运移。CO2分压模拟试验表明:在-900～-1200m的深部碳酸盐岩地层中,将出现深部热水的高溶解性,导致深部碳酸盐岩溶解和二次沉淀。（6）由溶沉平衡计算得出:岩溶水中石膏与岩盐的饱和指数最大值分别为-1.43和-3.92,均处于溶解状态。方解石饱和指数在区内变化具有一定的规律:东南部小于-0.85,处于补给区;中部有最大值为1.48,处于滞留区或排泄区;西部在[-0.20,0.20]之间,处于径流区。由于受采矿对岩溶水疏放影响,导致潘二矿区深部不同岩溶含水层中的水发生混合,水岩作用短期内达不到平衡状态。（7）由混合比例计算得出:张集太灰水2号水样由22.48%的浅部煤系水混合而成,谢桥奥灰水1号水样由66.15%的浅部太灰水混合而来,谢桥奥灰水2号水样由25.96%的浅部太灰水混合而成;潘北太灰水2号水样由45.72%的深部奥灰水混合,潘北奥灰水4号水样由60%的深部寒灰水混合,潘二奥灰水2号水样由22.35%的深部寒灰水混合形成;据此推测,谢桥比张集的浅部垂向径流强度大,潘北比潘二的深部垂向径流强度大。（8）由岩溶水反向路径模拟计算得出:煤田东部主要发生溶滤作用以及黄铁矿的氧化作用;西部发生了溶滤作用与阳离子交替吸附作用;中部因持续抽放岩溶水,主要发生了混合作用、脱硫酸作用及浓缩作用。据此推测东部属于开放体系,西部属于半开放体系,中部属于近封闭体系。（9）依据岩溶地下水动态和水文地球化学特征,建立了“入渗-径流型”“入渗-开采型”“径流-滞留型”和“径流-开采型”等四种岩溶地下水形成模式。依据岩溶地下水流系统和水化学系统,将淮南煤田划分为三个区域水文地质单元,进而划分出六个中间水文地质单元,分别为“入渗-补给区”“径流区”“径流-补给区”“弱径流区”“汇流-开采区”和“深循环区”。图[49]表[28]参[184]
张红梅[2]（2020）在《淮北煤田岩溶陷落柱发育模式及预测研究》文中提出岩溶陷落柱突水是华北煤田主要的水害类型之一,一旦突水造成的后果十分严重。充水条件不同的陷落柱,将影响煤矿开采工作面涌突水威胁程度及其防治工程的设计。淮北煤田揭露的岩溶陷落柱多为干燥无水或弱淋水,但也发生过陷落柱特大突水事故,造成了巨大的财产损失。随着淮北煤田进入深部勘探与开采,岩溶陷落柱水害威胁程度将增大。淮北煤田构造和水文地质条件均较复杂,不同构造单元岩溶发育规律、陷落柱的揭露特征、分布规律、充水性特征等差异较大。因此,系统地开展淮北煤田岩溶陷落柱发育特征、发育模式、充水性及其控制机理研究,不仅具有重要的理论意义,而且具有重大的应用价值。本文以淮北煤田岩溶陷落柱为研究对象,采用野外勘查、现场测试、室内试验、模型预测等方法和手段,全面地研究了淮北煤田岩溶陷落柱的揭露方式、发育规律、充水性特征,分析了陷落柱与灰岩地层组合、煤田地质构造、地质（水文地质）单元、古径流场、现今地温场、现代径流场、岩溶发育、构造演化等之间的关系,在此基础上,建立了陷落柱的发育模式,揭示了陷落柱充水性的主要控制因素,并对淮北煤田典型发育模式陷落柱进行了预测研究。取得主要成果如下:1)依据淮北煤田地质构造、基岩面和松散层沉积特征、含水层水化学特征等,将淮北煤田地质（水文地质）单元划分为2个一级水文地质单元和5个二级水文地质亚单元。淮北煤田受徐-宿弧形构造中段和南段影响明显,具有南北分区、东西分段的特点,推覆构造西部外缘地带或锋带位置上的濉肖-闸河矿区和宿县矿区,揭露的陷落柱数量相对较多。2)综合研究了淮北煤田灰岩地层沉积组合类型、岩性特征,灰岩组成成分、灰岩地层测井特征等,确定了中奥陶统灰岩地层为岩溶陷落柱发育的基底地层。系统地研究了淮北煤田岩溶发育特征,总结了灰岩含水层岩溶发育规律。中奥陶统灰岩地层经历了沉积岩溶期、风化壳岩溶期、埋藏岩溶期、构造（半埋藏）岩溶期、二次埋藏岩溶期等5个岩溶作用期次,半埋藏岩溶期为淮北煤田岩溶发育和陷落柱形成的主要期次。3)系统地整理分析了淮北煤田陷落柱的揭露资料,从几何学特征、空间位置和分布规律、充填特征、充水性特征等方面,结合物探探查和放水试验等成果,构建了陷落柱特征分类体系。淮北煤田陷落柱揭露方式主要包括采掘直接揭露、突水显现和综合判定三种类型。揭露的陷落柱平面截面多为椭圆形,剖面为圆锥体,几何学特征差异较大;柱顶层位发育于太原组灰岩第2层段至松散层地层。根据陷落柱柱体充填特征,将其划分为压实和未压实两类。根据充水性将陷落柱分为不充水型、柱缘裂隙弱充水型和强充水型;结合陷落柱发育构造位置特征,厘定了陷落柱发育的四个期次。4)基于淮北煤田构造系统、灰岩地层沉积特征、岩溶发育规律、现代径流条件、古径流场恢复、地温分布规律、陷落柱发育特征及其充水性特征等研究基础上,建立了淮北煤田岩溶陷落柱的岩溶接触带型、向斜构造控制型、断裂构造控制型、内循环控制型、灰岩地层半裸露外循环控制型和灰岩地层隐伏外循环控制型6种典型发育模式。5)通过研究陷落柱与构造特征、灰岩含水层富水性、含水层间水力联系、边界断层性质、补径排条件、煤田构造演化、水质水位异常和地温场规律性之间的关系,论证了不充水型、柱缘裂隙弱充水型和强充水型三类陷落柱充水性的主要控制因素。不充水或弱充水型均为古陷落柱,分别是印支～早燕山期、早燕山期和晚燕山期岩溶作用的产物;强充水型陷落柱包括外循环控制发育型和内循环控制发育型,为现代岩溶作用的结果。灰岩地层岩溶发育程度高和含水层富水性强的位置,多揭露强充水型陷落柱。6)依据陷落柱空间位置特征和充水性控制因素研究结果,针对典型陷落柱发育模式的煤矿,基于GIS空间数据多源信息复合技术,定量地统计了内循环控制型、外循环控制型和向斜构造控制型发育模式下陷落柱发育特征参数,分别采用决策树分级归类法、多源信息复合预测法,对深部岩溶陷落柱空间位置及其充水性进行了预测,通过对比预测结果和已揭露陷落柱实际情况,验证了陷落柱发育模式和充水性控制机理结论的准确性,为深部岩溶陷落柱防治工作提供了空间靶区。图[121]表[45]参[205]
沈书豪[3]（2020）在《淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究》文中研究说明随着资源勘查与煤矿开采深度逐年增大,开采方式逐步向智能化推进,对煤矿深部开采地质条件的探查以及对致灾因素预测精细程度的要求越来越高。查清并研究深部煤炭资源赋存地质条件以及深部煤系岩石物理力学性质,不仅是一个地质基础性科学问题,也是我国煤炭工业可持续发展的现实课题,成果可为深部矿井的设计、建设和安全生产提供更加准确、完整的地质基础数据,以便提前采取有效手段和防治措施,减少或避免矿井地质灾害的发生。本文以淮南潘集矿区深部勘查区为研究对象,紧密结合该研究区的地质普查和详查工程,充分利用周边生产矿井等有利条件,通过钻孔资料处理、原位测试、野外采样、室内试验和理论分析等手段,确定了潘集矿区深部煤系岩石赋存的地应力及地温条件,分析了煤系岩石微观成分、沉积环境和结构构造特征,试验获得了常规及地温、地应力等条件下的岩石力学性质,研究了岩石宏观力学性质差异性及其主要控制因素,揭示了深部煤系岩石力学行为的地质本质性控制机理。取得的主要成果有:1)采用岩矿显微薄片鉴定、图像分析和X-射线衍射等方法对深部煤系岩石矿物成分、含量和微观结构等进行了统计与分析,获得了研究区不同岩性岩石的微观特征:砂岩主要矿物为石英,平均含量在65%以上,结构以孔隙式胶结为主,且不同层位砂岩碎屑颗粒含量和粒度分布特征区别较大;泥岩矿物成分中黏土矿物含量较高,占比60%左右,陆源碎屑矿物占比30%左右,且各层位含量差异不大,自身非黏土矿物如菱铁矿等含量在不同层位泥岩中差异较大。2)基于研究区勘探钻孔岩芯及测井资料的统计分析,得出了深部主采煤层顶底板岩性类型组成及岩体结构性特征:平面上,深部5个主采煤层顶底板岩性类型均以泥岩型为主,研究区从东到西煤层顶底板砂岩厚度逐渐增加,泥岩厚度逐渐减小;垂向上,砂岩含量最高层位为下二叠统,向上逐渐变小,泥岩含量则相反;岩石质量指标（RQD）和钻孔声波测井可以直接反映深部岩体的结构性特征,主采煤层顶底板RQD值和钻孔测井波速平面分布较为一致,在靠近研究区中部潘集背斜转折端和断层附近,顶底板RQD值和测井波速都较小,岩石质量和岩体完整性都较差,远离大型构造与褶皱区域RQD值和测井波速均有增大趋势,受岩性分布和构造作用影响。3)选用地面千米钻孔水压致裂法和井下巷道应力解除法开展了研究区地应力原位测试工作,结合AE法试验解译结果,得出了深部研究区现今地应力场类型、大小及方向:-1000～-1500m深度范围内最大水平主应力在30～55MPa之间,且随深度增加呈线性增大趋势;最大水平主应力约为垂直主应力的1.3倍,揭示出深部地应力场以水平构造应力为主,最大、最小主应力比值在1.116～2.469之间,平均为1.511,且随深度增加逐渐减小;研究区最大主应力方向为NEE向,随着深度的增加趋向于近EW向;深部现今地应力场受区域大地构造控制,研究区内不同位置地应力大小和方向存在一定差异,受区域性F66断层和潘集背斜共同影响。4)基于潘集矿区深部近似稳态钻孔测温数据建立了测温孔温度变化的校正公式,结合井下巷道测温成果对研究区简易测温孔数据进行了校正,得出淮南潘集矿区深部地温梯度值变化范围为1.52℃/百米～3.41℃/百米,平均梯度2.46℃/百米;主采煤层底板温度随深度增加呈线性增大关系,计算分析了研究区-1000m、-1200m及-1500m三个水平的地温分布规律,并编制了对应的地温分布等值线图。5)常规条件下研究区煤系岩石力学试验结果表明:不同岩性岩石力学性质参数差异性较大,相同层位相同岩性的岩石力学参数分布也较为离散,煤系岩石力学性质的岩性效应明显;研究区各岩性岩石抗压强度与抗拉强度、弹性模量和凝聚力等参数间呈良好的线性关系,垂向上,上石盒子组中11-2煤顶底板砂岩抗压强度最高,下石盒子组中3煤顶板粉砂岩强度最高,各主采煤层顶底板的泥岩平均强度随层位变化不明显。6)开展了符合深部地应力变化范围内的不同围压条件下煤系岩石三轴力学试验,得出了深部煤系岩石强度随围压增加而增大,在试验围压范围内,初期增幅较大,增幅随围压增大而减小;通过对煤系三轴岩石力学试验参数的回归分析,建立了淮南矿区深部不同岩性的煤系岩石力学强度及峰值应变随围压变化的预测模型,并基于大量试验结果分析确定了研究区煤系岩石的岩性影响系数。7)在深部煤系地温变化范围内开展不同温度条件下煤系岩石恒温单轴压缩试验,结果表明温度对煤系岩石强度和变形性质的影响要弱于岩性和围压的影响,岩石单轴抗压强度等力学参数整体随温度的升高呈降低趋势;不同层位和不同岩性岩石受温度影响有差异,根据强度随温度的变化特征将煤系岩石力学性质随温度的变化类型分为Ⅰ型-强度随温度增加而降低型,Ⅱ型-强度波动不变型和Ⅲ型-强度随温度增大型三类。8)分析了研究区主采煤层顶底板岩石物质组成、微观结构、岩石质量指标（RQD）、钻孔测井波速以及深部赋存的应力和温度环境等因素对岩石力学性质的影响作用,阐明了影响深部煤系岩石力学性质的沉积特性、岩体结构特性和围压等主控因素,揭示了深部煤系岩石力学行为的物质性、结构性及赋存性的地质本质性控制作用机理。图[140]表[43]参考文献[245]
张瑜[4]（2020）在《官庄河煤矿水文地质特征及导水裂隙带发育高度研究》文中研究指明煤层开采后,上覆岩层弯曲沉降发生变形破坏形成导水裂隙带,进而引起矿井周边老窑水、采空区积水和地下含水层水作为充水水源进入工作面,造成矿井水害。因此开展导水裂隙带发育高度研究,对预防矿井水害,确保承压水下工作面的安全开采具有积极的作用。论文以官庄河煤矿为研究对象,在充分收集矿井地质资料的基础上,分析了区域内含、隔水层的水文地质特征及含水层间的水力联系,总结了煤层采动裂隙对工作面安全生产的威胁。采用FLAC3D数值模拟方法,建立了煤层三维地质模型,重点对11302工作面进行了数值模拟,分析了随着煤层开采,覆岩塑性区破坏、垂向应力场以及竖向位移的变化规律。认为当工作面推进300m时,岩层达到充分采动,导水裂隙带发育高度最大。统计了 47个实测导水裂隙带发育高度数据,通过灰色关联分析方法确定了导水裂隙带影响因素的先后顺序。在剔除预测样本中冗余样本的基础上,采用MATLAB软件建立了基于BP神经网络的导水裂隙带发育高度的预测模型,并利用训练成熟、精度合格的BP神经网络模型,预测了导水裂隙带的发育高度。在分析11302工作面地质概况和开采现状的基础上,依据相关规范计算出该工作面的导水裂隙带高度为39.4m～59.2m,据此在工作面设计并施工了探测钻孔,采用钻孔冲洗液漏失量法实测导水裂隙带的发育高度为52.2m～53.7m,裂采比为15.4～17.3。现场实测的导水裂隙带发育高度与数值模拟预测结果以及BP神经网络预测的结果得到较好的相互验证。最后,分析影响11#顶板含水层富水性的影响因素,选取了含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩层厚度比、含水层隔水层交互层数4个因素作为富水性评价指标,通过富水性结构指数构建了含水层富水性评价模型。论文研究成果对官庄河煤矿安全开采具有一定指导意义,为矿井水害防治提供了科学依据。
王进尚[5]（2020）在《煤层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理研究》文中认为随着国内煤矿开采深度不断增大,来自奥陶系高承压岩溶裂隙水对下组煤层的安全回采威胁变大。据统计,80%左右的底板突水事故与断层有关,而底板隐伏断层由于其隐蔽性特点,一直是造成煤层底板突水的主要因素。为此,本文从华北煤田矿区近期发生煤层底板突水案例分析入手,为解决煤层底板隐伏断层突水的难题,采用理论分析、现场实测、室内试验、相似模拟和数值模拟相结合的方法,系统研究了煤层底板破坏与递进导升协同突水过程,揭示了采场底板隐伏断层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理,取得了如下主要成果:（1）通过对河南受水害严重的焦作、郑州以及永城矿区的突水资料分析得出,在采动应力及承压水共同作用下,煤层底板具有导升现象的部位是构造发育部位,也是力学性质薄弱的部位,突水通道一般为隐伏导水断层、裂隙带等,岩溶含水层的富水性以及水压直接决定了突水与否和突水量大小,递进导升引起突水是煤层底板突水的普遍形式。并对近期发生的底板突水案例分析,阐述了底板隐伏构造在水压和矿压的共同作用下产生的递进导升现象,证实了底板采动破坏与递进导升协同突水这一现象的存在可能性。（2）基于线弹性断裂力学理论,建立了采场底板破坏与递进导升协同突水的力学模型,提出了底板破坏与递进导升协同突水评价判据;利用底板隐伏断层上端的应力强度因子,隐伏断层在采动应力及承压水水压共同作用下,断层面尖端应力集中,增加了应力强度因子,导升高度上升;随工作面的推进,断层面尖端应力变化重复上述,导升高度再次升高,有效隔水厚度减小,同时底板破坏深度加大,当其与导升高度对接时突水发生。推导出递进导升突水临界力学解析式和断层到底板破坏区的最小安全距离。（3）以焦作矿区赵固一矿开采二1煤层为背景,自主研发了煤层底板破坏与递进导升协同突水定点动态监测系统,并设计出采场含隐伏断层底板采动破坏与递进导升协同突水相拟材料模型,模拟表明底板采动破坏与导升高度的递进发展协同作用构成了底板突水的关键因素。随着工作面推进,隐伏断层递进导升过程经历了自然导升段、递进导升段、强化导升段以及贯通阶段四个阶段,与煤层底板岩体裂隙发育的速度和规模有着重要关系,当采动应力卸荷出现峰值时,递进导升程度加强且水量增加,底板岩体卸荷程度与递进导升强度和动态监测管出水量同步达到峰值,直观地揭示了采场底板破坏与递进导升协同突水机理及两者之间的时空演化规律。（4）采用FLAC3D数值模拟软件系统研究了底板裂隙扩展与隐伏断层递进导升突水动态发展过程。随着工作面的开挖,在水岩耦合共同作用下,隐伏断层周边渗流场与工作面前方的塑性破坏场逐渐对接,断层突水的危险通道渐渐形成,再现底板突水路径的应力场、渗流场演化过程,即围岩塑性破坏场与渗流场渐渐耦合过程,揭示了隐伏断层底板原位拉张裂隙产生→扩展以及水压跟踪传递→采动破坏带与递进导升带沟通→底板岩层破裂与递进导升协同突水机理,模拟结果与相似模拟的成果具有相近性和一致性。（5）利用高精度微震监测技术,对赵固一矿16001工作面底板实现了连续动态监测,获得了底板裂隙发育程度范围和隐伏断层递进导升突水过程,得出底板破坏与递进导升协同突水的微震事件时空分布规律,证实底板破坏与递进导升协同突水机理的合理性,具有重要的实践意义和广阔的工程应用前景。图[87]表[13]参[198]
胡彦博[6]（2020）在《深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价》文中认为在全国煤炭资源开发布局调整阶段,为了保证国家煤炭供给安全,东部矿区仍需保持20年左右的稳产期,许多矿井进入深部开采不可避免。围绕深部煤层开采底板突水通道动态形成过程机理、水害评价防治的科学技术问题,以华北型煤田东缘代表矿井为例,采用野外调研、理论分析、原位测试、室内试验、数值模拟等多种方法,按照华北煤田东缘矿区的赋煤地质结构特征→深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法→深部煤层开采底板岩层变形破坏的时空演化特征和突水模式→深部煤层开采底板破坏深度预测方法和开采底板突水危险性评价方法→深部煤层开采底板水害治理模式和治理效果序列验证评价方法的思路开展研究。主要成果如下:（1）提出了利用布里渊光时域反射技术（BOTDR）对深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法。根据研究表明BOTDR系统监测的动态变形量及应变分布状态与煤层底板岩层应力应变特征具有一致性,是有效监测煤层底板岩层变形破坏的新方案。BOTDR系统对煤层底板岩层监测显示,在采动过程中煤层底板岩层从上向下是呈现压-拉-压的应变趋势;同时获得了有效的煤层底板岩层的最大破坏深度,为深部煤层开采底板破坏深度的精准预测研究提供了有效的原位测试数据。（2）揭示了深部煤层开采完整底板破坏的时空演化特征:a.采前高应力区超前影响范围大约在煤壁前方38 m附近;b.开采底板岩层第一破断点的位置在采煤工作面煤壁前方29.07 m,煤层下方垂距9.24 m处,煤层底板破坏是从脆性岩层开始破断;c.开采底板破断发展趋势是从第一破断点首先向上发展破断,然后再同步向下破断。d.煤层开采底板破断的最大深度处于采前高应力区内,并且最大破断深度在采前高应力区内的峰值应力传播线附近（一般情况下）。根据煤层开采底板破坏的时空演化特征,对比分析了完整底板和含断层底板两种条件下煤层开采底板岩层破坏特点;同时对煤层开采底板进行横向分区,区域名称依次为原岩应力平衡区、采前高应力区、采后应力释放区、采后应力再平衡区。（3）利用BP神经网络、煤层开采底板应力螺旋线解析、气囊-溶液测漏法、经验公式法、多因素回归及分布式光纤实测等方法进行研究分析,得到了对深部煤层开采底板破坏深度进行有效的预测模型及方法;研究表明,多因素回归中模型III预测值更接近分布式光纤监测和气囊-溶液测漏法等实测数据,预测误差较小的预测方法依次为新的数学理论模型解析法和BP神经网络预测模型。（4）利用层次分析法、熵权法、地理信息系统等手段结合深部煤层开采破坏后有效隔水层厚度和其他多种影响底板突水的因素,对深度煤层开采底板突水危险性进行综合评价研究,得到了层次分析和熵权法（AHP-EWM）综合算法评价模型和基于改进型层次分析脆弱性指数（IAHP-VI）法两种深部煤层开采底板突水危险性评价模型,两者都具有一定的实用价值,在实际运用过程中可以根据研究区的实际情况择优选其一,也可以根据两种模型的预测结果取并集,能够进一步提高评价安全程度。（5）基于华北型煤田东缘矿区深部煤层开采底板突水通道的形成机理和突水模式,提出了“充水含水层和导水构造协同超前块段治理”模式并进行了定义。在现有的深部煤层开采水害的治理技术上,根据注浆改造目的层的构造、区域地应力、原岩水动力场等因素对地面受控定向钻进顺层钻孔方位和钻孔展布间距的设定进行科学有效的优化研究。（6）提出了“深部煤层开采底板水害治理效果序列验证评价方法”,利用对改造目的层的渗透系数和透水率、煤层底板阻水能力、矿井电法检测、检查钻孔数据等结合GIS系统进行综合研究,建立了科学系统化的评价方法。（7）利用“充水含水层和导水构造协同超前块段治理”模式对华北型煤田东缘矿区深部煤层底板水害进行了治理,结果显示治理效果良好,研究矿区深部煤层工作面实现了安全回采。本论文研究成果可为华北型煤田东缘矿区下组煤开采底板水害防治提供参考。
熊法政[7]（2016）在《厚松散层薄基岩下煤层开采综合防治水研究 ——以赵家寨煤矿12采区为例》文中认为随着煤炭资源的不断开采,越来越多的矿区面临特殊水体下压煤开采问题,为解放特殊水体下压煤,延长矿井服务年限,保障矿井安全,需要研究特殊水体下采煤综合防治水技术,其中首先要研究水体下采煤的主要水害类型,然后再研究制定相应的防治水措施。本文以赵家寨煤矿12采区东翼厚松散层薄基岩煤层开采为研究对象,结合赵家寨煤矿的地质条件,以及水文、工程地质特征,采用理论计算分析、数值模拟等研究手段,对厚松散层薄基岩下煤层开采的防治水措施进行了研究。得出结论如下:1.通过对井田内含水层组及矿井充水条件分析可知,研究区煤层开采受到的水害威胁主要是厚松散层薄基岩区域的上覆松散含水层水害、煤层底板灰岩水害。2.通过经验公式对比和UDEC数值模拟结合选择较适宜的覆岩破坏高度计算方法。结合基岩厚度和保护层厚度在东翼工作面划分出防砂、防水区域,针对松散含水层水害提出了留设防砂安全煤岩柱和疏降含水层结合的防治水措施。3.根据东翼底板各灰岩含水层的水位观测数据,运用突水系数法对12采区东翼煤层底板划分出了安全区、威胁区和危险区,不同的区域采取不同的防治水措施。
刘世奇[8]（2016）在《厚煤层开采覆岩破坏规律及粘土隔水层采动失稳机理研究》文中指出我国水体下压煤严重,厚松散层薄基岩地质条件下高强度开采的防治水技术难题制约着我国东部矿区诸多煤矿的采掘规划;伴随着厚甚至巨厚煤层开采技术的不断成熟,我国西部矿区保水开采也将面临新的技术难题,急需相关理论突破。采动覆岩破坏高度预计和隔水层的失稳评判是近水体下采煤的两个关键技术点,本论文针对我国厚煤层一次采全厚（包括放顶煤开采和大采高开采）覆岩破坏规律并无统一结论的事实,以及针对我国东部矿区深厚松散层底部普遍存在的粘土隔水层的研究空白开展了系统性研究。利用相似模拟、数值模拟、现场实测和室内试验等研究手段,运用统计学、灰色理论、突变理论、力学、采矿学和地质沉陷学等相关学科的理论研究方法,归纳了厚煤层一次采全厚覆岩破坏高度预计公式,提出了采动影响粘土层隔水性失稳定量判据,并把研究成果应用到了姚桥煤矿新东四采区微山湖下薄基岩浅埋煤层的开采实践中。论文主要研究内容和结论如下:（1）补充和完善了覆岩破坏高度预计公式和理论。（1）根据152组实测数据归纳了适用于综采放顶煤开采、大采高开采的厚煤层（采厚M>3m）开采“两带”经验公式,提出了与其相应的保护层厚度的留设方法,从而形成了厚煤层开采的安全煤岩柱的留设方法。（2）提出了近距离煤层组下组煤开采综合采厚和“两带”高度计算的新方法:综合采厚一般采用计算,在极近距离煤层组（0≤h≤M）上、下煤层开采时间间隔半年以内的条件下,综合采厚采用（54）=∑4)计算;当第i层煤开采后,最终所取“两带”高度（8）/7)4))4)为顶层煤层到第i层煤各煤层开采后“两带”高度发育标高最高者。（3）对大屯矿区近距离煤层组下组煤（8煤）在7煤采空区下开采覆岩破坏高度进行了实测:姚桥煤矿8503工作面采厚2.5m的垮落带高度16.5m,徐庄煤矿8172综放工作面采厚4.49m的导水裂缝带高度84.74m。（4）综放开采与大采高开采覆岩破坏高度规律并无明显差异;随着采厚的增加,“两带”高度增加趋势并不完全符合分数函数式的增长方式,尤其是垮落带高度与采厚趋势线更接近于线性规律;开采厚度和开采方法是覆岩破坏高度的主控影响因素,因此根据覆岩类型和采煤方法,仅以采厚M为唯一变量的“两带”高度计算公式符合统计学原理,且便于应用。（5）根据覆岩原生裂隙和采场顶板应力的重新分布规律,“两带”发育高度应为“马鞍“形态。目前许多学者根据相似模拟提出的“拱形”形态观点是错误的,原因是后者实验过程中完整坚硬“岩层”与工程实际中存在裂隙弱面的岩体相悖。（2）研究了薄基岩粘-岩复合结构采动协同变形和力学传递规律,分析了粘土层失稳机理（1）相似模拟实验表明在下沉盆地滑移面与粘土层的接触面容易形成离层或断裂空隙,此时粘土层受剪切、拉伸失稳可能性大;采用灰色理论分析了离层、断裂空隙△W形成的影响因素显着性为:水平移动>倾斜>水平变形>间距>曲率>断层>下沉量,由于模型实验的局限性忽略和弱化了采厚M和断层的显着性影响程度。（2）薄基岩顶板为“全软覆岩”顶板类型,一般不存在关键层。无论是岩层的滑落失稳还是变形失稳,在粘-岩接触面的岩层断裂处,粘土层中形成集中应力,集中应力容易造成粘土层的隔水性失稳,为保证粘土层不发生剪切破断而造成连续性破坏,作为稳定隔水层的粘土层厚度应不小于1倍采厚M（即△W的最大厚度）。（3）建立了静力载荷下粘-岩结构折叠突变模型,突变理论分析认为:粘土层突变失稳与粘土层和对其作用的岩层的切变模量和厚度有关,在准静态状态下粘土的切变模量越大,厚度越薄时,粘土层发生突变失稳的可能性越大;而当粘土厚度接近甚至大于对其作用的岩层,切变模量较小时,粘土层不会发生突变失稳,而是以蠕变方式缓慢失稳。采动过程中基岩对于粘土的动载荷作用增加了粘土层突变失稳的概率。（3）与浅表粘土相比,深埋粘土（埋深>70m）密度增大,孔隙度和含水量降低,但其力学参数并无明显变化。粘土的液性指数随着埋深的增大有明显下降的趋势,当埋深超过一定范围后（不同矿区数据不同,海孜矿的埋深约80 m,兴隆庄矿的埋深约70 m）,粘土的液性指数基本降为0,粘土为硬塑甚至半固态,这种状态的粘土层隔水性良好。（4）受采动影响,第四系松散层内部各地层普遍存在少量水平移动。水平移动方向随机,且移动量随与开采煤层距离的减小而增大;受采动影响,松散层内部含水层整体表现为压缩变形,隔水层整体表现为膨胀变形。采动裂隙导致含水层疏水降压引起有效应力增大是含水沙层压缩的主要原因;粘土中的蒙脱石水化膨胀作用是隔水层遇水后膨胀的主要原因。略去上覆地层对粘土层造成的小量水平应变,可采用概率积分法的地层移动变形参量对粘土层的移动变形进行预计。（5）建立了采场顶板流固耦合数值计算模型,模型表明:采场顶板应力场的重新分布和岩土层的移动破坏导致岩土的物理化学性质的改变,从而引起渗流场变化;粘土层隔水性能并非因为其完整性的破坏而发生突变,而是存在一个渐变的前奏,且有一定的“自我恢复功能”;裂隙的不断发展和特定开采、地质条件下粘土层隔水特性之间的“博弈”结果决定了最终渗流场状态。（6）提出了采动变形粘土层隔水性定量判别准则（1）地层的移动变形引起粘土层的剪切、拉伸和弯曲变形甚至是破坏,为此专门研发了粘土极限变形实验成套装置,对6个矿区10种粘土试样进行了极限变形实验。实验表明:粘土层隔水能力随变形的增加存在着以“突变节点”和“失去节点”为界的三个阶段:保持段、下降段和失去段;“突变节点”的拉厚比λL为0.120,剪厚比λJ为0.105;“失去节点”拉厚比λL为0.156,剪厚比λJ为0.135。（2）结合粘土层极限变形实验成果和地层移动变形参量构建了以、(6、(7和四个指标形成的粘土层隔水性定量判别准则,根据判别准则将粘土隔水性划分为3个状态:a.隔水性保持:b.隔水性下降:c.隔水性失去:（7）将微观扫描和数字图像处理技术应用于粘土变形渗透性变化机理研究。通过对粘土试样变形前后孔隙度变化对比分析可知:粘土层隔水性失去的过程,本质上是新生裂隙的增生和原生裂隙的扩展;不同性质粘土在受到变形后其裂隙度增加方式不同,一般高粘度粘土偏重于原生裂缝的扩展,而粘度低的粘土原生裂缝扩展与新生裂缝增生并行。（8）利用覆岩破坏高度预计公式及粘土层隔水性定量判据对姚桥煤矿新东四采区进行了工程应用和论证。应用表明,综放“两带”公式对姚桥煤矿新东四采区7、8煤覆岩破坏高度的预计结果符合江苏省经信委对姚桥煤矿新东四采区7、8煤开采上限的批复内容:7煤开采综放全厚开采防砂煤岩柱的开采标高为-157m,岩柱28m;只采底分层（采高2.5m）的开采上限标高为-135m,岩柱15m。8煤开采在孔H43附近及FW3断层东部区域采全厚开采上限-173m,岩柱75m;其他区域全厚开采上限为-140m,岩柱42m;限厚2.5m开采上限为-135m,岩柱37m;姚桥煤矿新东四采区松散层粘土隔水层受采动变形后AL、AJa、AJb和AW四个指标均小于粘土层隔水性失去极限,粘土层仍然具有良好的隔水性,能够实现微山湖大型水体下安全采煤。
杜学领[9]（2016）在《厚层坚硬煤系地层冲击地压机理及防治研究》文中研究表明冲击地压是影响煤矿安全生产的主要灾害之一,具有多因素耦合致灾、非线性演化、瞬时突发、破坏强等特点。由于冲击地压的复杂性及灾害性,依然需要对冲击地压致灾机理展开深入研究。厚层坚硬煤系地层是孕育冲击地压的主要地质环境之一,本文在广泛调研冲击地压现象的基础上,结合同煤集团忻州窑矿厚层坚硬煤系地层的地质条件,采用统计调研、力学实验、正交试验、数值模拟、理论分析等方法,就地质赋存条件与冲击地压的相关性、基于真实地层厚度比的组合煤岩体变形破坏特性、厚层坚硬地层冲击地压致灾机理、基于地质赋存条件与采动因素的冲击危险性评价方法、厚层坚硬地层条件下的冲击地压防治技术等方面展开研究,具体的工作包括以下几方面:1.煤系地层地质赋存条件与冲击地压的相关性（1）将中国冲击地压矿井在地图中标注发现中国冲击地压矿井在平面分布上具有北多南少、东多西少的特点,且冲击地压矿井的空间分布具有一定聚集特征;对忻州窑、三河尖、千秋煤矿三个矿井共179次事故的统计表明冲击地压发生的时间并没有集中在某一时间,冲击地压发生时间离散性较强;从冲击特征而言,冲击前一般煤炮频繁,在超前巷道高发,底板及两帮是受破坏较为严重的区域;（2）对地质赋存因素的统计调研表明:（1）冲击危险性区域一般处于煤层合并区,该区域煤层厚度增大,冲击危险性煤层上方至少存在一层厚层坚硬砂岩;（2）从工程岩体分级角度而言,冲击危险性矿井的煤样一般难以达到坚硬岩石的类别,但具备强冲击或弱冲击危险性。岩石的抗压强度普遍高于煤层,且大部分顶底板岩石能接近或达到工程硬岩标准;（3）冲击地压矿井的地应力水平较高,地应力分布要比普通矿井的地应力场更为复杂;（4）在大量冲击倾向性鉴定的基础上,冲击地压矿井煤样主要表现出弱冲击特性,其次为强冲击,所占比例最少的是无冲击,现有的冲击倾向性评价对强、弱、无的区分度不足;（5）不同倾角、埋深、构造、瓦斯、水文环境都可能发生冲击失稳,但相对而言,构造活动对冲击地压的形成影响更大更直接;（3）厚层坚硬煤系地层、地质构造及高地应力环境对冲击地压的形成具有重要影响,属于主要影响因素,厚层坚硬地层为冲击地压所需的高应力和高能量环境提供物质基础,使得冲击地压频发具备物质条件。地层倾角、开采深度、瓦斯及气流、水文条件等对冲击地压的孕育产生一定影响,属于亚影响因素。2.基于真实地层厚度比的坚硬组合煤岩破坏特性（1）煤的单轴抗压实验表明,在煤的强度变化幅度不大的条件下,相同加载条件下出现了单斜面剪切破坏、圆锥形破坏、柱状劈裂等不同的破坏形态,说明煤的细观组成具有离散性和随机性,其破坏形态不仅取决于试验机与材料端面的摩擦力,还与材料本身的非均匀性有关;（2）采用正交实验法研究rfpa中输入的内摩擦角、单轴抗压强度、压拉比、弹性模量、泊松比、均质度对输出结果的影响,表明rfpa中弹性模量和均质度对输出结果有重要影响,二者数值较高时,输出强度随之增加,运算时步也会增加,而输入的单轴抗压强度对输出强度有显着影响,但其对加载步的影响并不十分显着,其余因素对输出结果的影响相对较弱;（3）单轴加载条件下:（1）二体真实比组合体与二体等比组合体相比,顶-煤组合的强度有显着提升,而煤-底组合的强度变化并不明显,二体组合时破坏主要以煤层破坏为主;（2）三体真实比组合体强度低于二体顶-煤组合强度、高于煤-底组合体强度,当煤体在组合体中比例较大时,会使得组合体的强度更趋近于煤体的单体强度,而顶板比例提高时,组合体强度有增大趋势;（4）单轴条件下孔洞结构对组合体破坏的研究表明:（1）相同尺寸孔洞位于组合体不同位置时,对组合体峰值强度影响不大,与无孔洞相比,孔洞位于顶板时强度略有增加,其他两种情况下略有下降;（2）受孔洞结构影响,组合体在峰后出现应力调整,顶板的应力调整最为明显;（3）孔洞周围会形成初始应力集中,特别是矩形孔洞的左右两帮应力集中明显,应力集中程度与所在层位地层强度成反比,地层强度越大,孔洞两帮初始应力集中程度越小;（4）顶板中的孔洞对裂纹扩展影响较小,煤层及底板中的孔洞会影响裂纹的形成和扩展;（5）孔洞大小对组合体强度有显着影响,孔洞尺寸越大,组合体的强度越低,峰后应力调整越明显;（6）组合体中主裂纹扩展后次生裂纹发育造成煤及底板呈破碎性破坏,而顶板主要以劈裂破坏为主;（5）三轴围压下组合体破坏特性研究表明:（1）施加围压后,组合体峰值强度明显提高,随着围压的增大,组合体峰值强度有增大趋势,达到破坏所需运算时步越多;（2）组合体峰后发生突然破坏,随着围压的增大,应力跌落范围有增大趋势;（3）围压越大,裂纹扩展的空间越小,组合体在较小形变时即发生破坏,而单轴条件下破坏范围更大;（4）三轴加载时组合体的破坏主要集中在煤体及底板,顶板受到影响较小,顶板未出现劈裂破坏;（5）相同围压下,组合体中煤层高度越大,峰值应力越低,但反之不完全成立。3.厚层坚硬煤系地层冲击地压机理采用理论分析、现场观测、现场调研等方法研究了厚层坚硬煤系地层中的冲击地压机理,并将其概括为:（1）煤层开挖后,开采空间附近应力重分布,其中在巷壁附近存在一高应力范围,当应力峰值超过煤体破坏强度时,首先在煤体中自下而上形成塑性破坏区,根据不同的应力环境,塑性破坏区有可能发育到煤壁,也有可能仅以塑性带的形式出现在煤体中,对于后者,塑性带两侧的煤体依然具有一定承载力。在垂直载荷居高不下时,塑性带不断发育并形成一定范围,煤体既有可能在垂直载荷作用下直接失稳,也有可能在动载扰动影响下失稳,前者类似于单轴压缩实验条件下的组合体破坏,而后者则有动载扰动所造成的应力叠加效应;（2）不同形式的动载以应力波的形式在煤岩体中传递,应力波传递到塑性区范围时与原有应力相叠加,造成开采空间内的煤岩体冲击失稳,其中底鼓与垂直方向应力增加有关,而片帮、顶煤冒落既有可能是垂直应力作用,也有可能是水平方向的应力作用,或者二者兼而有之;（3）厚层坚硬地层对冲击地压的影响体现在三方面,其一是促使开采空间周围的应力集中有靠近煤壁的趋势;其二是塑性带以外的煤体具有一定完整性和承载力,从而能够保证其在出现塑性带后不发生冲击失稳;第三是厚层坚硬地层条件下动载扰动的扰动力更大更强,扰动过程中传递更大的力和更多的能量,造成失稳过程突然急剧。4.地质赋存与采动影响下的冲击危险性评价及实例分析（1）在回采前的冲击危险性评价,将厚层坚硬煤系地层和高地应力这两个因素作为主因素,煤系地层满足厚层坚硬条件且符合高应力水平时,认为开采煤层具有冲击危险性。采动影响下,应结合地质赋存条件与开采条件对煤系地层中的应力重分布进行评估,并按照应力水平和演化阶段将其划分为不同的冲击危险等级;（2）按照煤层自上而下的评价原则,忻州窑矿从9煤开始在井田范围开始符合厚层地层条件,11煤与12煤及其合并层内不仅满足厚硬条件,而且存在高地应力区域,且该区域构造活动显着,综合判断该区域开采过程中存在冲击失稳风险。在当前开采技术下忻州窑矿8533工作面在开采过程中存在多个冲击危险区,其中临空煤柱、多巷交汇等区域存在较大冲击危险。（3）数值模拟表明,原岩应力水平越高,采动影响后应力增加越明显,高原岩应力有利于形成高地应力环境。厚层坚硬顶板条件下,直接顶内的应力水平要高于基本顶,在连续回采过程中,本工作面见方及下一工作面初次来压期间是冲击危险较为严重的时期,连续回采造成高应力在临空煤柱累加,使得煤柱及其临近区域冲击失稳风险增大。同时开掘两巷及工艺巷或分步开掘巷道对最终的应力场分布影响不大,但在初采期间工作面附近应力演化会受到一定影响,越晚开掘巷道,应力增加相对变慢。留设工艺巷造成工艺巷附近应力水平升高,工作面前方及其更前方多巷交汇区域、工作面端头等区域是应力升高较为明显的区域,开采工作面留设多条工艺巷会造成冲击危险性增高。5.厚层坚硬地层冲击地压防治方法（1）厚层坚硬地层冲击地压防治中存在多巷交汇、防灾技术可重复性差等缺点,造成冲击解危措施不能有效发挥作用,提出利用上巷防冲的技术思路,并利用两带高度及钻孔总长度的计算确定上巷合理位置;（2）厚层坚硬顶板条件下,上巷布置在远离开采层的空间更为稳定,而在充填条件下,顶板内的应力分布较为平缓,受采动影响应力增量不大,与垮落法管理顶板相比,充填开采更有利于上巷的维护,上巷充填可避免多巷交汇出现从而降低冲击风险,上巷充填开采相对于开设工艺巷而言在技术上更具优势,但本工作面的充填对距离该面较远的位置影响较小;（3）采用条带开采时,充填体的支护作用具有时效性,与充填体直接接触的顶板岩层发生缓慢下沉,充填体需具备足够的强度方能保证充填体及顶板的长期稳定;充填体有助于缓解距离较近的围岩体内的应力集中,但对于远离充填体的老塘采空区,由于部分区域在此前的回采中已形成高应力环境,充填体对距离较远的应力集中作用有限;从顶板的塑性区发育及顶板破坏而言,充填体面积越大,越有助于缓解充填体上方顶板的应力集中,顶板破坏的时间被逐渐延后,从而可以降低顶板来压造成的冲击风险;（4）煤柱的稳定有赖于采动影响后形成的二次地应力环境,当高地应力环境已经形成时,充填本工作面对于保护远离该工作面的临空煤柱稳定作用有限;（5）对于连续回采的工作面,采用工作面交替充填时从首采工作面开始充填要优于从第二个工作面开始充填,首采面充填后能够抑制高地应力环境的形成,从而保证首采面与下一工作面间煤柱的稳定性。原岩应力在采动重分布后保持较低增长水平,非充填工作面处于两较低地应力场中间,有利于顶板维护和安全开采。此时,未充填面与下一充填面之间的煤柱存在高应力集中区,在生产中需对此煤柱区域进行重点监控。
白汉营[10]（2014）在《深埋土岩界面下煤层开采覆岩破坏致灾机理》文中进行了进一步梳理我国东部一些矿区在临近深厚松散层底部土与煤系古风化岩界面（简称深埋土岩界面）煤层开采时，发生严重的顶板突水（突泥）事故，且常伴随顶板压力异常增大甚至压死支架现象，采用传统理论还难以合理解释此类事故发生的机理。为解决这一重大煤矿工程地质问题，以安徽淮南潘谢矿区为代表，开展深埋土岩界面带在高压下水土岩相互作用工程地质性质基础研究，并对深埋土岩界面下煤层开采覆岩破坏致灾机理进行分析。采用理论分析、现场试验、室内实验、数值模拟和工程应用检验等研究方法，以阐释深埋土岩界面下煤层开采覆岩破坏致灾机理为主旨，在分析深埋土岩界面赋存地质环境、高压下土-岩相互作用力学特性等基础上，围绕“深埋土岩界面类型划分→下渗带的形成→导水裂隙带的发育规律→工作面压架突水机理”这一主线进行研究，取得了如下主要成果：（1）进行深埋土岩界面带现场地质调查，采取岩土试样，并利用矿区内各类钻孔测井资料分析、岩芯鉴定等方法，鉴定土层与煤系古风化岩界面位置。综合现场和室内测试资料，提出深埋土岩界面带工程地质类型可划分为四种类型，明确了我国东部发生严重的顶板突水事故的工作面位于深埋砂土-砂岩界面带类型地质环境下。（2）利用中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室自行研制的DRS-1型高压土直残剪试验机进行深埋砂土与煤系风化岩界面带高压直剪性能正交试验，采用方差及极差分析法分析了各影响因素对界面力学特性的敏感性，试验结果发现：法向压力是界面力学特性的主要影响因素，而界面岩性和粗糙度为次要影响因素；界面的剪切应力-剪切位移（τ-ω）曲线之间整体呈双曲线关系，无明显的峰值应力，表现为剪缩特征；法向压力为6MPa时，不同粗糙度界面的抗剪强度基本重合，法向压力大于8MPa时，界面粗糙度越大，界面抗剪强度越大；界面的抗剪强度与法向压力具有较好的线性关系，可用Mohr-Coulomb准则来描述。（3）在调查分析淮南潘谢矿区留设足够高防水煤岩柱，数个综采工作面突水实际资料基础上，提出下渗带的概念，分析了下渗带发育在深埋砂土-砂岩界面类型下、且应具备3个水文工程地质条件；采用极限平衡原理及水力劈裂准则推导得到了下渗带发育深度的理论计算公式，给出了淮南潘谢矿区下渗带发育深度范围值。（4）在系统分析深埋砂土-砂岩界面下高水压裂隙岩体赋存地质环境的基础上，采用关键层理论及矿山压力控制理论等，讨论了深埋土-岩界面下煤层开采导水裂隙带的发育特征规律；基于导水裂隙带高度实测值，采用主成分分析法研究了导水裂隙带高度发育的主控因素；基于钻孔简易水文观测资料，分析了岩性对导水裂隙带高度发育的影响，明确了导水裂隙带临界面的确定方法，将导水裂隙带实测资料进行深埋土岩界面带分区，研究了煤层顶板类型及采厚对导水裂隙带高度发育的影响；在此基础上提出了近深埋土-岩界面下煤层开采改进的导水裂隙带发育高度预计公式。（5）在淮南潘谢矿区采煤工作面压架突水特征分析的基础上，提出了煤层采前下渗带的存在，采后覆岩破坏异常发育的压架突水机理，指出下渗带的存在是发生压架突水事故的最根本、最重要的原因，由此提出防治压架突水的关键技术是：提高综采支架工作阻力、加快工作面开采速度，对下渗带进行注浆改造等。
二、淮南孔集煤矿复合水体下急倾斜A组煤层开采水害防治方法通过鉴定（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、淮南孔集煤矿复合水体下急倾斜A组煤层开采水害防治方法通过鉴定（论文提纲范文）
（1）淮南煤田岩溶地下水化学特征及形成机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 岩溶地下水系统 |
| 1.2.2 岩溶水文地球化学 |
| 1.2.3 水文地球化学模拟 |
| 1.2.4 淮南煤田岩溶地下水 |
| 1.2.5 存在不足和问题 |
| 13 研究内容、研究方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.3.4 主要工作量 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 自然地理概况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 气象水文 |
| 2.2 地层与构造 |
| 2.2.1 地层 |
| 2.2.2 构造 |
| 2.3 水文地质条件 |
| 2.3.1 新生界松散层 |
| 2.3.2 二叠系煤系砂岩含隔水层 |
| 2.3.3 石炭系上统岩溶裂隙含水层组 |
| 2.3.4 奥陶系下统岩溶裂隙含水层组 |
| 2.3.5 推覆体含水层组 |
| 2.4 地下水补径排条件 |
| 3 岩溶及地下水动态特征 |
| 3.1 岩性与结构 |
| 3.1.1 碳酸盐岩厚度 |
| 3.1.2 碳酸盐岩成分与结构 |
| 3.1.3 岩性对岩溶发育影响 |
| 3.2 构造对岩溶发育影响 |
| 3.2.1 节理与断层 |
| 3.2.2 微观构造形迹 |
| 3.2.3 浅部岩溶及岩溶泉 |
| 3.2.4 岩溶陷落柱及岩溶塌陷 |
| 3.2.5 构造对岩溶水系统的影响 |
| 3.3 岩溶地下水水动力特征 |
| 3.3.1 水位与涌水量动态特征 |
| 3.3.2 岩溶含水层富水性 |
| 3.3.3 岩溶地下水流场 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 岩溶地下水水文地球化学特征 |
| 4.1 样品采集与测试 |
| 4.2 常规离子含量特征分析 |
| 4.2.1 平面分布特征 |
| 4.2.2 垂向分布特征 |
| 4.2.3 水化学类型分析 |
| 4.2.4 聚类分析 |
| 4.3 微量元素含量分析 |
| 4.4 同位素含量分析 |
| 4.4.1 氢氧稳定同位素分析 |
| 4.4.2 氚放射性同位素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 岩溶地下水形成作用 |
| 5.1 离子来源 |
| 5.1.1 太灰水 |
| 5.1.2 奥灰水 |
| 5.2 水文地球化学作用 |
| 5.2.1 太灰水 |
| 5.2.2 奥灰水 |
| 5.3 溶沉平衡模拟 |
| 5.3.1 矿物相选择 |
| 5.3.2 溶沉判别 |
| 5.4 混合比例模拟 |
| 5.4.1 混合水源 |
| 5.4.2 混合比例 |
| 5.5 反应路径模拟 |
| 5.5.1 路径选择 |
| 5.5.2 模拟结果 |
| 5.5.3 水化学作用机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 岩溶地下水成因模式 |
| 6.1 影响岩溶地下水形成控制因素 |
| 6.1.1 构造条件 |
| 6.1.2 埋藏条件 |
| 6.1.3 温度条件 |
| 6.1.4 压力条件 |
| 6.2 岩溶地下水成因模式 |
| 6.2.1 入渗-径流型模式 |
| 6.2.2 入渗-开采型模式 |
| 6.2.3 径流-滞留型模式 |
| 6.2.4 径流-开采型模式 |
| 6.3 岩溶水化学类型分带与系统分区 |
| 6.3.1 岩溶水化学类型分带 |
| 6.3.2 岩溶水系统分区 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）淮北煤田岩溶陷落柱发育模式及预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究的内容和方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法和技术路线 |
| 1.5 研究工作过程与工作量 |
| 2 淮北煤田地质与水文地质特征 |
| 2.1 地层特征 |
| 2.1.1 区域地层 |
| 2.1.2 煤系地层 |
| 2.2 地质构造特征 |
| 2.2.1 淮北煤田构造特征 |
| 2.2.2 淮北煤田区域构造史 |
| 2.3 水文地质特征 |
| 2.3.1 含隔水层 |
| 2.3.2 淮北煤田水文地质单元划分 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 淮北煤田岩溶发育规律 |
| 3.1 淮北煤田灰岩地层 |
| 3.1.1 太原组灰岩地层 |
| 3.1.2 中奥陶统灰岩地层 |
| 3.1.3 中奥陶统和太原组灰岩地层沉积特征 |
| 3.2 淮北煤田中奥陶统灰岩地层岩溶期次 |
| 3.3 淮北煤田灰岩地层岩溶特征与发育规律 |
| 3.3.1 太原组灰岩地层岩溶特征与发育规律 |
| 3.3.2 中奥陶统灰岩地层岩溶特征与发育规律 |
| 3.3.3 淮北煤田灰岩含水层富水性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 淮北煤田岩溶陷落柱发育特征 |
| 4.1 淮北煤田现有陷落柱揭露方式 |
| 4.1.1 采掘直接揭露型 |
| 4.1.2 突水显现型 |
| 4.1.3 综合判断型 |
| 4.2 淮北煤田陷落柱发育特征 |
| 4.2.1 几何学特征 |
| 4.2.2 平面分布特征 |
| 4.2.3 柱体充填特征 |
| 4.2.4 充水性特征 |
| 4.3 淮北煤田岩溶陷落柱发育期次 |
| 4.3.1 淮北煤田半埋藏期岩溶期次与陷落柱形成 |
| 4.3.2 淮北煤田岩溶陷落柱发育期次 |
| 4.4 淮北煤田陷落柱特征分类 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 淮北煤田岩溶陷落柱发育模式与充水性控制机理 |
| 5.1 岩溶陷落柱的发育条件 |
| 5.2 淮北煤田岩溶陷落柱发育模式 |
| 5.2.1 岩溶接触带型陷落柱发育模式 |
| 5.2.2 向斜构造控制型陷落柱发育模式 |
| 5.2.3 断裂构造控制型陷落柱发育模式 |
| 5.2.4 内循环控制型陷落柱发育模式 |
| 5.2.5 灰岩地层半裸露外循环控制型陷落柱发育模式 |
| 5.2.6 灰岩地层隐伏外循环控制型陷落柱发育模式 |
| 5.3 淮北煤田岩溶陷落柱充水性控制机理 |
| 5.3.1 不充水型陷落柱控制机理 |
| 5.3.2 柱缘裂隙弱充水型陷落柱控制机理 |
| 5.3.3 外循环强充水型陷落柱控制机理 |
| 5.3.4 内循环强充水型陷落柱控制机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 淮北煤田岩溶陷落柱空间位置与充水性预测 |
| 6.1 淮北煤田陷落柱发育控制特征 |
| 6.1.1 陷落柱发育古河道控制特征 |
| 6.1.2 陷落柱发育现代地表水补给特征 |
| 6.1.3 陷落柱发育断裂构造控制特征 |
| 6.1.4 陷落柱发育向斜构造控制特征 |
| 6.1.5 陷落柱发育地温场控制特征 |
| 6.2 内循环控制型陷落柱预测 |
| 6.2.1 预测指标单因子分级依据 |
| 6.2.2 单因子决策树分级分类法 |
| 6.2.3 任楼煤矿陷落柱空间位置与充水性预测结果 |
| 6.3 外循环控制型陷落柱预测 |
| 6.3.1 预测指标单因子分级依据 |
| 6.3.2 AHP-独立性系数耦合权重法 |
| 6.3.3 单因子指标数据归—化处理 |
| 6.3.4 朱庄煤矿岩溶陷落柱发育预测结果 |
| 6.4 向斜构造控制型陷落柱预测 |
| 6.4.1 预测指标单因子分级依据 |
| 6.4.2 AHP-独立性系数耦合权重法 |
| 6.4.3 刘桥矿区深部陷落柱空间位置与充水性预测结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（3）淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤炭深部开采及赋存条件探查研究现状 |
| 1.2.2 深部赋存条件下的岩石力学性质研究现状 |
| 1.2.3 沉积特性和岩体结构对岩石力学性质的影响研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题与发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 1.4 论文研究工作过程与工作量 |
| 2 研究区工程概况与地质特征 |
| 2.1 研究区勘查工程概况 |
| 2.1.1 研究区位置及范围 |
| 2.1.2 潘集矿区深部勘查工程概况 |
| 2.2 研究区地层特征 |
| 2.2.1 区域地层 |
| 2.2.2 研究区含煤地层 |
| 2.3 研究区地质构造特征 |
| 2.3.1 区域构造及演化 |
| 2.3.2 研究区构造特征 |
| 2.4 研究区水文地质特征 |
| 2.4.1 区域水文地质 |
| 2.4.2 研究区水文地质特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 潘集矿区深部煤系岩石沉积特性及岩体结构特性分析 |
| 3.1 潘集矿区深部煤系岩石学特征 |
| 3.1.1 煤系岩石显微薄片鉴定 |
| 3.1.2 煤系砂岩岩石学特征 |
| 3.1.3 煤系泥岩岩石学特征 |
| 3.2 潘集矿区深部煤系岩性组成特征 |
| 3.2.1 研究区13-1煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.2 研究区11-2煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.3 研究区8煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.4 研究区4-1煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.2.5 研究区1(3)煤顶底板岩性类型及分布特征 |
| 3.3 潘集矿区深部煤系沉积环境分析 |
| 3.3.1 研究区煤系砂体剖面分布特征 |
| 3.3.2 研究区煤系沉积环境分析 |
| 3.4 潘集矿区深部煤系岩体结构特性分析 |
| 3.4.1 主采煤层顶底板岩石质量评价 |
| 3.4.2 主采煤层顶底板岩体完整性评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 潘集矿区深部煤系赋存条件探查及其展布规律研究 |
| 4.1 潘集矿区深部地应力测试与分布特征研究 |
| 4.1.1 深部地应力测试工程布置 |
| 4.1.2 深部地应力测试方法与测试结果 |
| 4.1.3 淮南潘集矿区深部地应力分布特征 |
| 4.1.4 深部构造对地应力场的控制作用分析 |
| 4.2 潘集矿区深部地温探查与地温展布特征评价 |
| 4.2.1 深部地温测试与测温数据处理 |
| 4.2.2 研究区地温梯度及分水平地温场展布特征 |
| 4.2.3 深部主采煤层地温场特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 潘集矿区深部煤系岩石物理力学性质试验研究 |
| 5.1 深部煤系岩石采样与制样 |
| 5.1.1 研究区采样钻孔工程布置 |
| 5.1.2 煤系岩石样品采集与制备 |
| 5.2 深部煤系岩石物理性质测试与评价 |
| 5.3 常规条件下深部煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.3.1 常规条件岩石力学试验与结果分析 |
| 5.3.2 煤系岩石力学性质参数相关性分析 |
| 5.3.3 不同层位岩石力学性质变化特征 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 5.4 围压条件下煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.4.1 室内三轴试验装置与试验过程 |
| 5.4.2 深部煤系岩石三轴试验结果与分析 |
| 5.4.3 深部地应力场下煤系岩石力学性质变化规律与预测模型 |
| 5.4.4 本节小结 |
| 5.5 温度条件下煤系岩石力学性质试验研究 |
| 5.5.1 温度条件下试验装置与试验方案 |
| 5.5.2 深部温度条件下煤系岩石力学参数变化特征 |
| 5.5.3 温度条件对深部煤系岩石力学性质的影响规律分析 |
| 5.5.4 本节小结 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 深部煤系岩石力学性质差异性及其控制因素研究 |
| 6.1 深部煤系岩石力学性质差异性分布 |
| 6.1.1 煤系岩石力学性质试验参数分布的差异性 |
| 6.1.2 主采煤层顶底板岩石力学性质垂向分布的差异性 |
| 6.1.3 主采煤层顶底板岩石力学性质平面分布的差异性 |
| 6.2 深部煤系岩石沉积特性对力学性质的控制作用 |
| 6.2.1 煤系岩石力学性质的岩性效应 |
| 6.2.2 煤系岩石矿物成分对力学性质的控制作用 |
| 6.2.3 煤系岩石微观结构对力学性质的控制作用 |
| 6.3 深部岩体结构性特征对力学性质的影响 |
| 6.3.1 岩体结构性特征对岩石力学性质的影响 |
| 6.3.2 深部构造特征对岩石力学性质的影响 |
| 6.4 深部赋存环境对煤系岩石力学性质的影响 |
| 6.4.1 深部地应力环境对煤系岩石力学性质的影响 |
| 6.4.2 深部地温环境对煤系岩石力学性质的影响分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（4）官庄河煤矿水文地质特征及导水裂隙带发育高度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 覆岩运移特征和裂隙发育规律研究现状 |
| 1.2.2 导水裂隙带发育高度研究现状 |
| 1.2.3 研究现状评述 |
| 1.3 研究内容、研究方法与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 地理位置和交通 |
| 2.2 自然地理 |
| 2.2.1 地形地貌 |
| 2.2.2 水文气象 |
| 2.2.3 地震 |
| 2.3 矿井地质条件 |
| 2.3.1 矿井地层 |
| 2.3.2 含煤地层 |
| 2.3.3 区域构造 |
| 2.4 矿井水文地质条件 |
| 2.4.1 地表水系 |
| 2.4.2 含水层 |
| 2.4.3 隔水层 |
| 2.4.4 含水层间水力联系 |
| 2.4.5 充水水源 |
| 2.4.6 充水通道 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 采煤工作面覆岩变形破坏规律的数值模拟 |
| 3.1 数值模拟方法概述 |
| 3.2 数值模型的建立 |
| 3.2.1 数值模拟的范围 |
| 3.2.2 网络模型及物理参数的选取 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.3.1 覆岩塑性区破坏变化特征 |
| 3.3.2 覆岩垂向应力场变化特征 |
| 3.3.3 覆岩位移变化特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 导水裂隙带发育高度的灰色BP人工神经网络预测 |
| 4.1 导水裂隙带发育高度的影响因素 |
| 4.2 灰色关联分析基本原理 |
| 4.3 BP神经网络基本原理 |
| 4.4 灰色BP神经网络 |
| 4.5 网络训练过程及结果检验 |
| 4.5.1 BP网络训练过程 |
| 4.5.2 结果检验 |
| 4.5.3 预测结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 工作面导水裂隙带实测 |
| 5.1 工作面地质概况 |
| 5.2 导水裂隙带高度实测 |
| 5.2.1 导水裂隙带发育高度的预算 |
| 5.2.2 观测钻孔设计 |
| 5.2.3 钻孔冲洗液漏失量观测原理 |
| 5.2.4 钻孔注意事项 |
| 5.3 钻孔清洗液漏失量观测结果分析 |
| 5.4 实测结果综合分析 |
| 5.5 导水裂隙带发育高度预测结果比较 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 煤层顶板含水层富水性分区 |
| 6.1 煤层顶板含水层富水性因素分析 |
| 6.1.1 含水层砂岩厚度 |
| 6.1.2 岩心采取率 |
| 6.1.3 脆塑性岩层厚度比 |
| 6.1.4 含水层隔水层交互层数 |
| 6.2 太原组含水层富水性评价 |
| 6.2.1 太原含水层富水性评价方法 |
| 6.2.2 太原含水层富水性评价 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参与的科研任务与主要成果 |
（5）煤层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 底板突水理论研究进展 |
| 1.2.2 断层突水机理研究进展 |
| 1.2.3 递进导升突水研究进展 |
| 1.2.4 底板采动破坏研究进展 |
| 1.2.5 流固耦合模拟试验系统研究进展 |
| 1.2.6 底板突水监测技术研究进展 |
| 1.3 存在的问题与发展趋势 |
| 1.4 主要研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法及技术路线 |
| 2 河南矿区水文地质特征及突水影响因素分析 |
| 2.1 河南矿区水文地质特征 |
| 2.1.1 焦作矿区 |
| 2.1.2 郑州矿区 |
| 2.1.3 永城矿区 |
| 2.2 底板破坏与递进导升协同突水案例分析 |
| 2.2.1 矿井概况 |
| 2.2.2 矿井水文地质概况 |
| 2.2.3 突水地点 |
| 2.2.4 突水水源 |
| 2.2.5 突水通道 |
| 2.2.6 突水原因 |
| 2.3 底板破坏与递进导升协同突水影响因素 |
| 2.3.1 地质构造 |
| 2.3.2 承压水水压 |
| 2.3.3 矿山压力 |
| 2.3.4 底板隔水层厚度及岩性组合 |
| 2.4 底板破坏与递进导升现象观测 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 底板破坏与递进导升协同突水机理研究 |
| 3.1 煤层底板裂隙扩展数学模型 |
| 3.1.1 裂纹尖端区域的应力场和位移场 |
| 3.1.2 裂隙的扩展长度 |
| 3.1.3 不连续节理岩体强度分析 |
| 3.2 采动过程中岩体变形对水压影响 |
| 3.2.1 基本微分方程 |
| 3.2.2 岩石体应变与孔隙中液体压力分析 |
| 3.2.3 底板异常高压水产生原因研究 |
| 3.3 采动底板破坏特征力学分析 |
| 3.3.1 底板破坏带分布形态 |
| 3.3.2 底板破坏深度力学分析确定 |
| 3.4 底板破坏与递进导升协同突水规律研究 |
| 3.4.1 底板破坏与递进导升协同突水机理 |
| 3.4.2 底板破坏与递进导升协同突水断裂力学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 底板破坏与递进导升协同突水规律的相似模拟试验研究 |
| 4.1 相似理论 |
| 4.2 岩层顶底板力学性质测试 |
| 4.3 模型试验设计 |
| 4.4 试验过程及分析 |
| 4.4.1 试验过程呈现 |
| 4.4.2 煤层底板岩体的应力变化规律 |
| 4.4.3 煤层底板承压水的递进导升变化规律 |
| 4.4.4 工作面回采过程中底板岩体的裂隙发育与递进导升协同规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 底板采动裂隙分布与递进导升规律数值模拟研究 |
| 5.1 数值模拟方法 |
| 5.2 数值模型建立 |
| 5.3 底板岩层破裂与递进导升协同突水过程 |
| 5.3.1 底板的损伤演化与渗流场耦合过程分析 |
| 5.3.2 底板突水路径的应力场演化过程分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于底板破坏与递进导升协同的突水危险性预测 |
| 6.1 基于底板破坏与递进导升协同突水机理的监测 |
| 6.1.1 16001工作面概况 |
| 6.1.2 直流电法探查灰岩水在底板的自然导升高度 |
| 6.1.3 底板裂隙发育程度及范围的微震监测研究 |
| 6.1.4 基于统计公式底板破坏深度的确定 |
| 6.1.5 底板突水性危险评价 |
| 6.2 底板突水危险性预测验证 |
| 6.2.1 工程概况 |
| 6.2.2 突水简述 |
| 6.2.3 突水水源与导水通道 |
| 6.2.4 底板突水危险性评价 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
（6）深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件 |
| 2.1 区域赋煤构造及含水层 |
| 2.2 深部煤层开采底板突水水源水文地质特征 |
| 2.3 煤系基底奥陶系灰岩含水层水文地质特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深部开采底板变形破坏原位动态监测 |
| 3.1 分布式光纤动态监测底板采动变形破坏 |
| 3.2 对比分析光纤实测与传统解析和原位探查 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 深部开采煤层底板破坏机理和突水模式研究 |
| 4.1 深部开采煤层底板破裂分布动态演化规律 |
| 4.2 深部煤层开采底板突水模式 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 深部开采底板突水危险性非线性预测评价方法 |
| 5.1 深部煤层开采底板破坏深度预测 |
| 5.2 下组煤开采底板突水危险性评价研究及应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 深部开采底板水害治理模式及关键技术 |
| 6.1 底板水害治理模式和效果评价方法 |
| 6.2 底板水害治理模式和治理效果评价的应用 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新性成果 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）厚松散层薄基岩下煤层开采综合防治水研究 ——以赵家寨煤矿12采区为例（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水体下采煤的研究现状 |
| 1.2.2 煤层开采对上覆岩层影响的研究现状 |
| 1.2.3 煤层底板突水问题研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文方法和技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 论文创新点 |
| 2 研究区地质概况 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.2 地层 |
| 2.2.1 基岩地层 |
| 2.2.2 含煤地层 |
| 2.2.3 松散层地层 |
| 2.3 构造 |
| 2.3.1 褶皱 |
| 2.3.2 断层 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 研究区水文地质条件 |
| 3.1 研究区含水层组 |
| 3.2 研究区充水条件 |
| 3.2.1 充水水源 |
| 3.2.2 充水通道 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 松散层水文地质条件分析 |
| 4.1 松散层内含（隔）水层组厚度与分布 |
| 4.2 新近系与基岩水力联系 |
| 4.3 水体采动等级划分 |
| 4.3.1 单位涌水量和渗透系数确定 |
| 4.3.2 贮水系数和导水系数确定 |
| 4.3.3 底部含水层组富水性评价 |
| 4.3.4 水体采动等级划分 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 安全煤岩柱留设研究 |
| 5.1 上覆岩层力学性质 |
| 5.2“两带”高度经验计算公式 |
| 5.3“两带”发育高度数值模拟分析 |
| 5.3.1 数值模拟模型的建立 |
| 5.3.2 模拟结果分析 |
| 5.4 安全煤岩柱留设 |
| 5.4.1 防砂煤岩柱 |
| 5.4.2 防水煤岩柱 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 松散含水层水防治措施 |
| 6.1 新近系底部含水层静储量估算 |
| 6.2 12211工作面涌水量预计 |
| 6.3 12211工作面实际开采验证 |
| 6.3.1 工作面概况 |
| 6.3.2 疏放水情况 |
| 6.3.3 工作面试采情况 |
| 6.3.4 结论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 煤层底板灰岩水防治研究 |
| 7.1 煤层底板含隔水层特征 |
| 7.1.1 煤层底板含水层特征 |
| 7.1.2 二_1煤层底板隔水层条件 |
| 7.1.3 突水台账分析 |
| 7.2 煤层底板突水预测 |
| 7.2.1 预测方法 |
| 7.2.2 底板突水性预测 |
| 7.3 煤层底板突水防治措施 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）厚煤层开采覆岩破坏规律及粘土隔水层采动失稳机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 覆岩破坏国内外研究现状 |
| 1.2.2 深埋粘土工程特性国内外研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题及发展趋势 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 厚煤层开采覆岩破坏规律 |
| 2.1 厚煤层开采覆岩破坏高度预计及保护层厚度选取方法 |
| 2.1.1 覆岩破坏高度实测数据 |
| 2.1.2 综放开采覆岩破坏高度经验公式 |
| 2.1.3 大采高覆岩破坏高度经验公式 |
| 2.1.4 厚煤层开采保护层厚度选取方法 |
| 2.2 近距离煤层组下组煤采空区下开采覆岩破坏高度预计 |
| 2.2.1 下组煤开采综合采厚Mz计算方法的改进 |
| 2.2.2 大屯矿区近距离煤层组下组煤开采“两带”高度实测 |
| 2.2.3 下组煤开采覆岩破坏高度分析 |
| 2.3 厚煤层开采覆岩破坏高度理论研究 |
| 2.3.1 覆岩破坏分带形式及“马鞍形”形态形成机理 |
| 2.3.2“两带”高度理论分析 |
| 2.3.3 覆岩破坏高度时空因素分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 薄基岩条件下粘-岩协同变形及结构失稳突变模型 |
| 3.1 薄覆岩和粘土层采动变形相似模拟 |
| 3.1.1 模型的建立 |
| 3.1.2 地层移动过程及变形形态 |
| 3.1.3 粘-岩断裂空隙主控因素分析 |
| 3.2 全软覆岩破断岩层对粘土层的力学传递 |
| 3.2.1 全软覆岩中薄基岩破断形式 |
| 3.2.2 破断岩层对粘土层的力学传递 |
| 3.3 静力载荷下粘-岩复合结构粘土层失稳突变模型 |
| 3.3.1 静力载荷下粘-岩复合结构分析模型 |
| 3.3.2 粘土层失稳的折叠突变模型 |
| 3.3.3 折叠突变模型对粘土层失稳的描述 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深埋粘土工程特性及厚松散层内部采动变形探测 |
| 4.1 深埋粘土工程特性 |
| 4.1.1 深埋粘土物理性质分析 |
| 4.1.2 深埋粘土力学性质分析 |
| 4.2 受采动影响松散层内部移动变形探测 |
| 4.2.1 测站及观测仪器 |
| 4.2.2 松散层内部竖向移动变形规律 |
| 4.2.3 松散层厚度变形机理分析 |
| 4.2.4 松散层内部水平移动变形规律 |
| 4.3 流固耦合粘土层采动变形数值模拟 |
| 4.3.1 Midas/GTS软件简介及模型的建立 |
| 4.3.2 数值模拟计算结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 采动变形粘土层隔水性失稳机理研究 |
| 5.1 粘土极限变形试验 |
| 5.1.1 粘土极限变形试验成套装置 |
| 5.1.2 试验结果 |
| 5.2 变形粘土细观结构研究 |
| 5.2.1 粘土层渗透性影响因素分析 |
| 5.2.2 变形粘土孔隙比细观成像及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 粘土层隔水性失稳判据及工程实例 |
| 6.1 粘土层采动变形预计 |
| 6.2 粘土层隔水性失稳判别方法 |
| 6.2.1 粘土层隔水性指标确定 |
| 6.2.2 粘土层隔水性定量判别准则 |
| 6.3 工程实例 |
| 6.3.1 姚桥煤矿新东四采区地质条件 |
| 6.3.2 覆岩破坏高度预计 |
| 6.3.3 松散层底部粘土层隔水性评价 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 存在的不足 |
| 7.4 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）厚层坚硬煤系地层冲击地压机理及防治研究（论文提纲范文）
| 摘要 Abstract 1 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冲击地压、岩爆与矿震 |
| 1.2.2 地质赋存条件对冲击地压的影响 |
| 1.2.3 组合煤岩体研究现状 |
| 1.2.4 厚层坚硬地层冲击地压的研究现状 |
| 1.2.5 存在的问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.4 本章小结 2 煤系地层地质赋存条件与冲击地压的相关性分析 |
| 2.1 中国冲击地压的时空分布特征 |
| 2.1.1 中国冲击地压矿井的空间分布 |
| 2.1.2 中国冲击地压事故的时间分布 |
| 2.1.3 冲击地压的特征 |
| 2.2 冲击地压矿井煤系地层的介质属性及其空间分布特征 |
| 2.2.1 冲击危险性煤系地层的厚度特征 |
| 2.2.2 煤层及顶底板的强度特征 |
| 2.2.3 地应力特征 |
| 2.2.4 冲击倾向性特征 |
| 2.2.5 地层倾角特征 |
| 2.2.6 开采深度对冲击地压的影响 |
| 2.2.7 地质构造特征 |
| 2.2.8 地震带对冲击地压的影响 |
| 2.2.9 瓦斯及气流特征 |
| 2.2.10 水文条件对冲击地压的影响 |
| 2.3 讨论：地质赋存条件对冲击地压的影响 |
| 2.4 本章小结 3 坚硬组合煤岩破坏特性研究 |
| 3.1 RFPA中参数敏感性分析及参数确定 |
| 3.1.1 忻州矿煤体强度的测定 |
| 3.1.2 RFPA中输入参数的敏感性分析 |
| 3.1.3 模拟参数的确定及煤岩单体的破坏特性 |
| 3.2 单轴加载条件下组合煤岩的破坏特性 |
| 3.2.1 二体等比组合条件下煤岩的变形破坏特征 |
| 3.2.2 二体真实比组合条件下组合煤岩的破坏特征 |
| 3.2.3 三体组合条件下组合煤岩的破坏特性 |
| 3.3 孔洞结构对组合体破坏的影响 |
| 3.3.1 孔洞位置对组合体破坏的影响 |
| 3.3.2 孔洞大小对组合体破坏的影响 |
| 3.4 三轴围压条件下组合体的破坏研究 |
| 3.4.1 模拟方案及RFPA中三轴测试的实现方法 |
| 3.4.2 不同围压对组合体破坏的影响 |
| 3.4.3 相同围压不同高度比的影响 |
| 3.5 本章小结 4 厚层坚硬煤系地层冲击地压机理 |
| 4.1 厚层坚硬煤系地层组合结构及破坏条件 |
| 4.2 开采扰动后煤系地层的分区结构 |
| 4.2.1 开采扰动后巷道周围的分区特征 |
| 4.2.2 厚硬顶板下临空煤柱内的塑性区演化 |
| 4.2.3 基于钻孔窥视技术的煤岩体分区破坏实测 |
| 4.3 厚层坚硬地层中的动载扰动 |
| 4.3.1 应力波在地层中的传播及影响 |
| 4.3.2 厚层坚硬地层中的动载扰动源及其冲击效应 |
| 4.4 厚层坚硬煤系地层冲击地压防治策略 |
| 4.4.1 巷道冲击地压的宏观变形破坏特征 |
| 4.4.2 厚层坚硬煤系地层冲击地压机理及防治策略 |
| 4.5 本章小结 5 地质赋存与采动影响下的冲击危险性评价 |
| 5.1 冲击危险性评价概述 |
| 5.2 地质赋存与采动影响下的冲击危险性评价 |
| 5.2.1 基于地质赋存条件的冲击危险性评价 |
| 5.2.2 采动影响下的冲击危险性评价 |
| 5.3 忻州窑矿地质赋存条件对冲击地压的影响 |
| 5.3.1 忻州窑矿煤系地层赋存及采动条件概况 |
| 5.3.2 忻州窑矿构造应力环境及冲击危险性评价 |
| 5.4 忻州窑矿采动影响下的冲击危险性评价 |
| 5.4.1 模型的建立及模拟方案 |
| 5.4.2 不同原岩应力水平对地应力分布的影响 |
| 5.4.3 连续采动后的应力演化分析 |
| 5.4.4 采掘顺序对应力演化的影响 |
| 5.4.5 工艺巷对冲击危险的影响 |
| 5.4.6 冲击危险性综合分析 |
| 5.5 本章小结 6 厚层坚硬地层冲击地压防治方法研究 |
| 6.1 冲击地压防治技术综述 |
| 6.2 厚层坚硬地层高瓦斯矿井冲击地压防治技术 |
| 6.2.1 厚层坚硬地层高瓦斯矿井防冲技术难点 |
| 6.2.2 高瓦斯矿井上巷防治冲击地压技术方案 |
| 6.2.3 厚层坚硬地层中上巷位置确定 |
| 6.3 厚层坚硬地层冲击地压防治效果：以忻州窑矿为例 |
| 6.3.1 上巷充填技术效果及上巷稳定性研究 |
| 6.3.2 条带充填开采的技术效果分析 |
| 6.3.3 工作面条带充填开采的技术效果分析 |
| 6.3.4 工作面交替条带充填开采的技术效果分析 |
| 6.4 讨论：煤炭的安全与绿色开采 |
| 6.4.1 中国煤炭开采所面临的安全与环境问题 |
| 6.4.2 煤炭绿色开采及其外延 |
| 6.5 本章小结 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足及展望 参考文献 致谢 作者简介 |
（10）深埋土岩界面下煤层开采覆岩破坏致灾机理（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| Extended Abstract |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和研究方法 |
| 2 深埋土与煤系风化岩界面带赋存地质环境 |
| 2.1 区域地层概况 |
| 2.2 深埋土岩界面上覆松散含（隔）水层赋存特征 |
| 2.3 深埋土岩界面下伏煤系风化岩工程地质特征 |
| 2.4 深埋土岩界面带工程地质类型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 深埋砂土-煤系风化岩界面高压直剪试验研究 |
| 3.1 试验系统与试验方法 |
| 3.2 界面高压直剪试验结果基本规律分析 |
| 3.3 界面高压直剪力学特性影响因素 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深埋砂土砂岩界面下渗带形成机理 |
| 4.1 下渗带形成机理分析 |
| 4.2 下渗带内裂隙岩体应力场分布规律 |
| 4.3 松散含水层水体下渗作用机制 |
| 4.4 下渗带深度的确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 深埋土岩界面下导水裂隙带发育规律 |
| 5.1 深埋土岩界面下导水裂隙带发育的特殊性 |
| 5.2 导水裂隙带高度发育的理论及主控因素分析 |
| 5.3 钻孔简易水文观测导水裂隙带发育规律 |
| 5.4 导水裂隙带发育规律试验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 淮南潘谢矿区采煤工作面压架突水机理 |
| 6.1 淮南潘谢矿区采煤工作面压架突水特征 |
| 6.2 采煤工作面压架突水机理分析 |
| 6.3 压架突水防范技术措施 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新性工作 |
| 7.3 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、淮南孔集煤矿复合水体下急倾斜A组煤层开采水害防治方法通过鉴定（论文参考文献）
- [1]淮南煤田岩溶地下水化学特征及形成机制研究[D]. 孙丰英. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]淮北煤田岩溶陷落柱发育模式及预测研究[D]. 张红梅. 安徽理工大学, 2020(07)
- [3]淮南潘集矿区深部煤系岩石力学性质及其控制因素研究[D]. 沈书豪. 安徽理工大学, 2020(07)
- [4]官庄河煤矿水文地质特征及导水裂隙带发育高度研究[D]. 张瑜. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]煤层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理研究[D]. 王进尚. 安徽理工大学, 2020(03)
- [6]深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价[D]. 胡彦博. 中国矿业大学, 2020(01)
- [7]厚松散层薄基岩下煤层开采综合防治水研究 ——以赵家寨煤矿12采区为例[D]. 熊法政. 河南理工大学, 2016(12)
- [8]厚煤层开采覆岩破坏规律及粘土隔水层采动失稳机理研究[D]. 刘世奇. 中国矿业大学(北京), 2016(02)
- [9]厚层坚硬煤系地层冲击地压机理及防治研究[D]. 杜学领. 中国矿业大学(北京), 2016(02)
- [10]深埋土岩界面下煤层开采覆岩破坏致灾机理[D]. 白汉营. 中国矿业大学, 2014(04)