超大采高综放开采覆岩--土复合结构动态响应及水害预警

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目 录

变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景及意义

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 岩石（土）的岩相学特征与其工程地质性质的关系

1.2.2 不同应力加载路径下岩石损伤和渗透性的演化特征

1.2.3 采场上覆岩土体结构演化规律与监测

1.2.4 矿井顶板突水灾害预测与预警

1.2.5 存在的主要问题

1.3 主要研究内容及方法

1.4 技术路线

2 研究区自然地理条件与地质概况

2.1 矿区概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 地形地貌特征

2.1.3 气象条件

2.2 地层与构造特征

2.2.1 地层岩性

2.2.2 地质构造

2.3 水文地质条件

2.3.1 地表水系

2.3.2 含（隔）水层特征

2.3.3 地下水补给、径流和排泄条件

2.4 本章小结

3 侏罗系煤层覆岩-土结构特征及其工程地质性质

3.1 上 覆 地 层 组 合 结 构 特 征

3.2 上 覆 岩 土 体 宏 观 结 构 特 征

3.2.1 岩体结构特征

3.2.2 土体结构特征

3.3 上覆岩土体微观组构特征

3.3.1 覆岩微观组构特征

3.3.2 土体微观结构特征

3.4 覆岩土体物理-力学性质

3.4.1 覆岩物理-力学性质

3.4.2 土的物理-力学性质

3.5 覆 岩 组 构 参 数 与 其 物 理 - 力 学 性 质 之 间 的 关 系

3.5.1 覆岩组构参数与其力学性质之间的关系

3.5.2 覆岩组构参数与其物理性质之间的关系

3.6 本章小结

4 不同采动应力路径下覆岩损伤与渗透性演化规律

4.1 试验原理及方法简介

4.1.1 三轴压缩力学试验

4.1.2 渗透性实验

4.1.3 声发射实验

4.2 不同采动应力路径下砂岩的变形与强度特征

4.2.1 单调三轴加载条件下砂岩的变形与强度特征

4.2.2 循环加卸载条件下砂岩的变形与强度特征

4.3 不同采动应力路径下砂岩损伤与渗透性演化规律

4.3.1 单调三轴加载条件下砂岩损伤与渗透性演化规律

4.3.2 循环加卸载条件下砂岩损伤与渗透性演化规律

4.4 本章小结

5 超大采高综放采场覆岩-土复合结构动态响应特征

5.1 基于分布式光纤传感技术对采动覆岩-土体变形破坏动态监测

5.1.1 基于布里渊光时域反射技术（BOTDR）的分布式光纤传感技术的基本原理

5.1.2 传感光缆和解调设备的选型

5.1.3 分布式光纤原位监测方案和数据采集与处理

5.1.4 结果与分析

5.2 基于光纤光栅传感技术对采场覆岩-土体位移及含水性变化动 态 监 测

5.2.1 布拉格光纤光栅传感技术（FBG）的基本原理

5.2.2 光纤光栅传感器及解调设备

5.2.3 光纤光栅原位监测方案和数据采集与处理

5.2.4 结果与分析

5.3 采动覆岩导水裂隙带发育高度理论分析

5.3.1 关键层位置判定及软弱岩层受力分析

5.3.2 工作面推进距离及岩层自由空间计算

5.3.3 导水裂隙带发育高度判定

5.4 采动覆岩-土体变形破坏数值模拟分析

5.4.1 3DEC 离散元软件简介

5.4.2 数值模型的建立

5.4.3 结果与分析

5.5 本章小结

6 超大采高综放工作面顶板水害预测与预警

6.1 超大采高综放 117工作面概况

6.2 117工作面充水条件

6.2.1 工作面充水水源

6.2.2 工作面充水通道

6.2.3 工作面充水强度

6.3 117工作面顶板砂层潜水水害预测与预警

6.3.1 117 工作面顶板砂层潜水涌（突）水危险性预测

6.3.2 117 工作面顶板砂层潜水水害监测预警

6.4 本章小结

7 结论与展望

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

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