一、微机在地表移动与变形中的应用（论文文献综述）
王斌[1]（2020）在《基于改进卡尔曼滤波的开采沉陷地表移动预测研究》文中研究说明煤炭开采会引起地表移动甚至地面坍塌,给生态环境和人类生产带来危害,因此在煤炭开采工程中进行地表移动规律研究具有一定的现实意义。所以在开采过程中,监测数据的真实有效性和对数据进一步预测分析是非常重要的。针对卡尔曼滤波在地表移动监测过程精度低和稳定性差等缺陷,对卡尔曼滤波进行改进并提出极大后验自适应扩展卡尔曼滤波。以山西岳城矿区Ⅲ1301工作面数据为基础数据进行开采沉陷预计研究。基于以上背景,本文的主要工作和成果如下:1.针对卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波在非线性系统中的不足,利用极大后验估计原理,提出极大后验自适应扩展卡尔曼滤波。通过极大后验和自适应性来简化扩展卡尔曼滤波的计算复杂度和扩展卡尔曼滤波依赖局部非线性的缺陷,提升了算法计算精准度,改善了滤波依赖局部非线性的缺陷。2.利用山西岳城矿区Ⅲ1301工作面地表移动监测站实测数据,对卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波和极大后验自适应扩展卡尔曼滤波与实测数据进行对比分析并选取最优滤波进行预测。从对比分析结果上可以看出极大后验自适应扩展卡尔曼滤波精准度为80%,扩展卡尔曼滤波精准度50%,标准卡尔曼滤波精准度30%。使用极大后验自适应扩展卡尔曼滤波进行实测数据预测,结果表明预测值与实际值大部分在10mm内,最大差值为25mm,滤波稳定性好,精准度高。3.针对开采过后发生的残余变形,本文结合残余变形预计理论对本矿开采后进行预测分析,验证极大后验自适应扩展卡尔曼滤波在残余变形中的可行性。结果表明,滤波预计的残余变形和地表移动变形期内的变化规律是一致的,满足在衰退期的下沉速度界限要求。且将预测效果与残余变形预计理论相对比发现,90%预计值与理论值相差在1mm范围内,表明极大后验自适应扩展卡尔曼滤波可以应用于该地区的残余变形预计分析中。
任树丛[2]（2020）在《内蒙古乌兰木伦煤矿地面沉陷预测及恢复治理》文中进行了进一步梳理本论文以内蒙古自治区乌兰木伦煤矿为研究对象。根据野外调查资料与研究分析,概述了研究区煤矿地面塌陷区的分布和沉陷特征。在详细调查的基础上,采用理论分析、实验室测试、计算机软件模拟等方法,针对研究区煤炭资源开发形成的地面沉陷区机理及定量评价技术,进行系统研究和科学预测,详细描述了地面塌陷对地质环境的破坏及危害,并提出合理可行环境恢复治理措施。本次研究得到的主要结论和认识如下:1、现状地面沉陷位于研究区煤矿1-2煤采空区上部,早期采空区形成的裂缝比晚期采空区形成的裂缝在相同地层上的表现要宽,裂缝在靠近沟谷的边坡上宽度相对山坡顶部的要大,属小型地面裂缝。2、预测矿山未来5年在地表形成一个比采空区范围大的下沉盆地,总面积约15.0460km2,地面沉陷的表现形式为:地表裂缝平行于采空区边界发展。地面沉陷自采空区中部向边缘塌陷深度逐渐减小,形成塌陷盆地。在其边缘形成张性地裂缝。矿山中、远期全部开采结束后,矿区范围内将形成44.6650km2的地面沉陷区。3、分析了煤层开采后的采空区上部地表移动变形规律及其沉陷灾害特征,制定了合理可行地面沉陷防治对策。安排相应的地面沉陷区的监测预警措施、工程措施和生物措施,可以有效消除安全隐患,确保采矿工作人员、周围过往人员及通行车辆的安全,并可为周边矿区地面塌陷的恢复治理措施提供参考。
赵军仪[3]（2020）在《榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究》文中进行了进一步梳理煤矿开采引起的地表移动变形是一个复杂的动态过程,相邻工作面开采影响下地表移动规律更具有特殊性。多年来,受变形监测技术手段和现场条件所限,学术界对于相邻工作面开采条件下地表动态移动规律研究不足。为此,本文利用GNSS连续观测数据,结合计算机数值模拟及开采沉陷理论分析,研究相邻老采空区影响下综放工作面开采地表动态沉陷的基本规律。主要研究内容及结果如下:（1）分析了 GNSS连续监测系统应用于矿区地表动态移动变形监测的适用性。以榆神矿区金鸡滩矿106工作面地表布设的GNSS连续监测系统为依托,通过对该系统各监测点在稳定期间的监测数据统计分析可知:监测数据稳定可靠,能够满足煤矿开采沉陷监测的相关精度要求。（2）研究了相邻老采空区影响下综采工作面地表移动的非对称性及分形增长特征。通过对矿区GNSS时序监测数据分析,结合分形理论及数值模拟实验分析,研究表明:不同时间尺度下地表点的下沉及下沉速率变化具有一定的分形增长特征;近水平煤层相邻工作面倾向两侧地表移动变形分布具有明显的不对称性。临近老采空区一侧地表移动变形量明显大于未开采煤柱一侧对应变形量,地表最大下沉点偏向老采空区一侧一定距离。（3）分析了相邻工作面开采地表沉陷特征与工作面间煤柱宽度之间的量化关系。利用FLAC3D分别对单一工作面、相邻工作面开采分别进行模拟分析,结果表明:相邻工作面开采条件下地表最大下沉值偏距、拐点偏移距增量、主要影响范围增量等参数与煤柱宽度之间满足一定的量化关系,一定范围内可用对数函数来描述。（4）根据相邻工作面开采地表动态移动变形特征,基于分段Knothe时间函数和双曲线型剖面函数,构建了相邻工作面开采地表移动变形预计模型,包括地表动态沉陷预计模型、动态水平移动预计模型和稳定后的沉陷预计模型。结果表明:各函数模型能基本反映井下工作面推进过程中地表点的移动变形特征,适用于相邻工作面开采条件下的地表沉陷预计,具有一定的推广应用价值。
樊克松[4]（2019）在《特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系研究》文中研究指明目前关于采场上覆岩层移动规律的研究主要侧重在两方面:一方面是影响采场矿压显现的近场顶板岩层的破断运动特征,另一方面是上方地表的移动变形规律。以往的研究中多是针对两种现象单独进行研究,而将两者相结合展开研究的则较少,特厚煤层综放开采因其开采尺度大、强度高,覆岩垮裂带高度大幅增加,将引起更高更大范围内的岩层结构运动参与影响采场矿压,使得采场矿压显现与地表变形两者密切相关,因此极有必要将两者结合起来进行研究,探索实现“采场矿压—岩层移动—地表沉陷”的有机统一。本文以大同矿区坚硬顶板条件下芦子沟煤矿3108工作面为工程背景,开展了特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系的相关研究。首先应用KJ21煤矿顶板灾害预警系统,对3108工作面支架工作阻力进行在线监测与分析,得到特厚煤层综放采场矿压显现规律;应用CORS系统对地表变形进行了动态监测,得到特厚煤层综放开采地表移动变形规律;将现场观测数据相结合分析得到了矿压显现与地表变形对应的时空关系。其次运用相似模拟试验和3DEC数值模拟研究了特厚煤层综放开采大空间采场覆岩结构动态演化规律,进一步分析得到了矿压显现与地表变形关系的演化过程。然后提出了岩层运动的“裂缝带主控层”假说,分析了裂缝带主控层结构的破断特征及其运动规律,揭示了采场强矿压显现与地表变形时空关系的形成机理。最后提出一种基于远场周期来压预测地表动态下沉的方法和远近场相结合的坚硬顶板协同弱化控制技术,不仅有助于效减缓采场强矿压显现,也能够更精确地预测地表动态下沉。论文主要取得以下几个方面的研究成果:（1）得到了特厚煤层综放采场矿压显现与地表裂缝发育对应的“时-空”关系。研究表明工作面以平均88.7m步距发生动载明显、持续时间长的周期性强矿压,上方地表同时以平均90.2m步距周期性出现分布密集发育明显的永久裂缝,工作面周期性强矿压与地表周期性分布裂缝有一一对应的关系,地表周期裂缝位置平均滞后来压位置65m,裂缝滞后角为79.5°,工作面在发生周期强矿压后3.5d（期间工作面推进5m）,裂缝开始快速发育,裂缝的宽度和落差均迅速增加。（2）得到了特厚煤层综放采场矿压显现与地表下沉速度对应的“时-空”关系。研究表明工作面在发生第Ⅰ次强矿压后9d（期间工作面推进15.2m）,或者在发生周期强矿压后4.1d（期间工作面推进6.5m）,地表下沉量和下沉速度开始显着增大;地表最大下沉速度随工作面周期强矿压以90.33m的步距发生周期性波动变化;同时地表单点下沉速度受工作面周期强矿压的影响呈现多峰状波动特征,工作面周期强矿压对来压位置后方0151.3m范围内的地表影响较大,其中滞后来压位置87.8m的地表点受来压影响最为强烈。（3）基于相似模拟试验得到了特厚煤层开采大空间采场覆岩结构的动态演化规律:近场顶板岩层以“悬臂梁+砌体梁”形式发生小结构小周期的破断,高位主关键层作为上覆岩层载荷的主要承载体,控制着上覆岩层直至地表的动态变形过程,将发生大结构大周期的失稳破断,一次大周期破断里又包含着近场顶板岩层的几次小周期破断。大空间采场、高强度开采条件下覆岩受采动影响的范围增加,采场上覆岩层活动剧烈,垮裂带高度增加,裂缝带可逐渐发育至地表,覆岩由传统“三带”破坏模式逐渐向“两带”转变。（4）通过离散元数值计算得到了特厚煤层综放采场矿压显现与地表变形关系的演化过程:高位主关键层大结构的失稳破断,向上引起地表下沉值和下沉速度同步增大,向下导致工作面矿压显现强烈,将工作面矿压显现与地表变形密切结合到一起。同时进一步指出采厚影响工作面矿压显现与地表变形的关联程度,随着一次开采厚度的增大,受开采扰动的覆岩范围增加,地表变形破坏更加严重,工作面矿压显现也更加强烈,导致矿压显现与地表变形之间的关联性越高。（5）基于“黑箱模型”提出了大空间采场、高强度开采条件下覆岩运动的“裂缝带主控层”假说,作为判定采场矿压显现与地表变形是否相关联的一种方法和途径。运用弹性薄板理论分析了裂缝带主控层结构的破断特征及其运动规律,依据伽辽金解法求解了结构的初次极限破断步距,指出裂缝带主控层结构以横向“O-X”型发生失稳破断,并进一步将断裂后结构划分为扇形断块和梯形断块,推导了块体结构的“S-R”稳定理论,给出了各块体发生滑落失稳和回转变形失稳的理论判据。（6）构建了特厚煤层综放开采大空间采场覆岩结构力学模型,指出近场基本顶岩层发生竖向“O-X”型小周期破断形成的“悬臂梁+砌体梁”结构和远场裂缝带主控层发生横向“O-X”型大周期破断,共同组成了特厚煤层综放开采大空间采场覆岩结构特征。（7）揭示了裂缝带主控层对采场强矿压显现的影响机理。指出扇形断块结构极易发生失稳,对工作面矿压显现有显着影响,高位扇形断块结构失稳后,会压覆下部的中位砌体梁结构和下位悬臂梁结构,使其提前折断,远近场岩层发生联动失稳效应促使工作面支架工作阻力瞬时升高,进而引起工作面发生动载系数大、来压持续时间长的强矿压显现。（8）阐述了裂缝带主控层对地表变形的作用机制。指出梯形断块结构运动对上覆岩层至地表的变形破坏起主导作用,沿工作面倾向梯形断块呈裂隙体梁式铰接结构,块体结构是否稳定决定了地表变形的破坏程度。裂缝带主控层的大步距破断可引起上覆岩层发生不均衡性落差,发展至地表极易形成密集的台阶、地堑式永久裂缝;且结构的一次破断可使其控制范围内的覆岩发生同步变形,导致地表的下沉量和下沉速度明显增大;同时结构破断向上引起的岩层移动与变形是一个随时间而发展的过程,传递至地表的速度取决于裂缝带主控层与地表的距离以及覆岩活动的剧烈程度。（9）基于矿山压力理论对特厚煤层开采条件下的地表动态变形规律进行了更深入的研究,提出了依据采场周期来压修正的地表沉陷预测方法,不仅在理论上能够更精确地用于预测地表沉降的动态过程,在地面瓦斯抽采井的防范加固等工程应用中也有十分重要的意义。（10）提出一种远近场相结合的坚硬顶板协同弱化控制技术,可实现对坚硬顶板岩层的弱化,减弱岩层整体强度和力学性能,减小裂缝带主控层结构的极限破断步距,防止裂缝带主控层结构发生大步距的横向“O-X”型破断,降低岩层破断时能量释放,达到减缓采场强矿压显现的目的。
李兴权[5]（2019）在《白象山铁矿多中段联合开采围岩扰动效应研究》文中研究说明多中段联合开采作为一种高效低耗的采矿模式,在金属矿山中的应用越来越广泛,特别是对于一些厚大矿体的开采,在扩大生产规模,提高经济效益方面具有明显的优越性。多中段联合开采作为一种实践超前于理论的采矿模式,对于其开采难度大、扰动剧烈、地压突出、采场安全性差等缺点一直没有明确的认知,也未被很好的解决。同时多中段联合开采这种大面积连续开采覆岩运移规律和地表变形规律也一直备受关注。本文以白象山铁矿为依托,综合采用模型试验、数值计算、理论分析等研究方法,分析多中段联合开采模式下围岩扰动破坏规律、应力场和位移场的变化规律、采场稳定性、上覆岩层运移规律以及地表动态移动变形规律。在此基础上对覆岩移动动态过程和地表移动变形机理进行了分析,并结合白象山铁矿实际情况对覆岩移动和地表移动变形影响因素进行了总结。最后基于随机介质理论,对多中段联合开采地表移动变形进行理论预测。通过本文研究,将对多中段联合开采围岩扰动效应有一个较为明确的认知,对该采矿模式更广泛与安全应用具有重要意义和价值。主要获得以下几个方面的结论:（1）以白象山铁矿地质采矿条件为模拟原型,采用相似模型试验方法对多中段联合开采过程中围岩扰动破坏、采场稳定性、围岩应力变化、上覆岩层移动规律进行了研究。对多中段联合开采围岩扰动规律有了初步的认识。（2）在相似模型试验基础上,采用FLAC3D数值模拟方法对多中段联合开采过程中围岩塑性区发展、应力场位与移场变化、覆岩运移和地表移动变形规律进行了研究,获得了白象山铁矿地质采矿条件下的覆岩和地表动态移动变形规律。（3）通过对相似模型试验和数值模拟综合对比分析,总结出了上覆岩层发生移动变形的动态过程,并对覆岩移动引起地表移动变形机理进行了分析。结合白象山铁矿实际工程,给出了影响上覆岩层和地表移动变形的主要影响因素。（4）基于随机介质理论,由工程类比法选取了合理的地表变形参数与计算参数,利用有限开采地表移动变形主断面模型表达式,对多中段联合开采过程中地表动态下沉和水平移动进行理论预测。通过与数值模拟结果进行对比,理论预测的结果与模拟数据具有良好的一致性,说明采用该预测方法可以对多中段联合开采过程中地表移动变形进行较为合理的预测。
路振花[6]（2017）在《采动区新型自伸长支座的研发及应用研究》文中研究说明随着地下资源的大规模开采以及各种地下工程的兴建等,地表变形对上部建筑结构的危害不容忽视,传统的抗变形保护措施采用提高整体结构刚度或者被动保护措施等,不经济且无法从根本上消除地表变形,因此提出新型建筑结构的抗变形措施具有重要意义。故本文研发了一种新型自伸长支座装置抵抗竖向不均匀沉降变形,通过试验研究和有限元模拟的方法对其性能进行了研究,并对支座装置的设计和使用提出了改进意见,本文的主要研究内容和结论如下:首先研发了新型自伸长支座装置。引用摩擦自锁原理,研发的支座装置由外套筒、楔形块、内筒组成,外套筒和基础连接,内筒与框架柱脚相连,该装置可以感应到地表不均匀沉降,发生自伸长,使上部结构处于同一水平面,有效减少地基不均匀沉降的破坏作用,增强结构可靠性。根据实际工程资料设计了支座尺寸,并加工、制作了该支座装置。通过力学试验研究了新型自伸长支座装置的自伸长特性和承载能力。试验表明:其自伸长特性在满足一定条件下可以实现,即基础和外套筒向下的重力大于外套筒所受的向上的摩擦力,向下运动伸长,而且支座装置伸长自锁后也能满足承载力要求。支座装置具有良好的承载能力,可以满足设计要求,破坏状态为延性破坏。为提高支座的承载力和刚度,提出加厚外套筒内壁的建议。对新型自伸长支座装置进行了ABAQUS有限元建模与分析。分析了支座在垂直偏心荷载作用下的承载性能、各个部件的受力状况与工作原理,并将模拟结果与试验结果进行对比,探讨采用数值模拟方法对该支座工作性能进行分析研究的可行性。结果表明:支座的各个部件设置合理;破坏均体现在外套筒内壁屈服和混凝土拉裂,两者整体趋势非常吻合;表明可以采用有限元模拟的方法对新型自伸长支座装置的性能进行分析。采用SAP2000有限元分析了支座装置与钢框架协同作用性能。建立了带支座钢框架和普通钢框架有限元模型,进行了竖向正、负曲率,倾斜变形三种导致基础不均匀沉降的模拟。支座模型简化为缝单元,模拟支座在结构中受力特性。通过对两类框架在竖向地表变形下,柱、基础沉降差变化和结构上部附加内力的变化规律的对比,得出支座在地表不均匀沉降中具有优良的自伸长机械性能,及减弱上部结构不利内力的良好效果。本文研究验证了自伸长支座装置是新型的、便捷的、有效的一种建筑物抗变形保护装置。因此论文最后对上述研究内容和成果做了简单的总结,并展望了进一步研究的方向和需要进行的工作,希望以后可以完善支座装置并且能够运用到实际当中。
高永格[7]（2017）在《厚松散层下采动覆岩运移规律及地表沉陷时空预测研究》文中进行了进一步梳理矿山开采尤其是煤炭开采所产生的问题由来已久,在不同地质采矿条件下的矿体开采所诱发的一系列开采沉陷问题复杂多变,而厚松散层下煤炭大规模开采产生的开采沉陷现象比较突出,进而导致开采后所产生的地表沉陷范围、沉陷量和沉陷位置的时空预测难度加大,同时对覆岩裂隙场、位移场和应力场的发育特征和规律产生显着影响。由于开采沉陷严重影响了煤矿安全生产,造成环境破坏及影响了煤炭资源的采出。因此,对厚松散层下煤层开采地表移动变形规律、覆岩运移规律以及沿空留巷充填体和围岩协同作用关系开展研究,将有助于提高煤炭资源产量,延长矿井服务年限,预防或降低矿井地质灾害,促进煤炭工业安全、科学和可持续发展以及煤矿区的良性生态循环。实际上,开采沉陷现象是覆岩移动传播到地表的具体表现形式,覆岩移动是地表沉陷产生的动力和诱因。因此,对地表移动变形规律研究首先要从源头和机理上对采动覆岩运移、裂隙发育规律、应力-应变特征等开展深入研究和探索。本次研究矿区以云驾岭煤矿三采区工程地质条件为研究背景,其典型的地质采矿条件是松散层厚度较大、采高大,第四系松散层平均厚度一般为90-150m,平均120m,开采2#煤层,煤层平均厚度4.2m,煤层倾角17°。论文采用了现场监测、理论分析、实验室测试和数值模拟相结合的综合研究方法,系统地开展了地下采场围岩应力及应变规律、上覆岩层变形及裂隙场发育、煤层开采引起的地表移动变形及沉陷等方面的研究,实现了由井下采场—覆岩—地表的立体协同研究。论文主要开展了以下工作:在厚松散层下地表沉陷规律方面,布设了地表移动观测站,对云驾岭煤矿三采区12303工作面和12305工作面开采引起的地表沉陷开展了系统的监测,整个监测过程中共实施水准测量11次,全面观测5次,并分析了周边工作面对观测站可能产生的影响。基于现场实测数据,分析了两个工作面开采后Z线和U线下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形终态沉陷特征,确定了地表终态移动变形角值参数;分析了两工作面开采后U线和Z线地表动态移动变形特征,确定了工作面推进度与地表最大下沉点的位置关系;研究了12303工作面和12305工作面开采后地表下沉速度的变化规律,求取了最大下沉速度滞后距、最大下沉速度滞后角、超前影响距和超前影响角;通过回归分析确定了地表最大下沉速度的经验公式。从沉陷盆地边界角、最大下沉角、下沉系数等方面对比分析了云驾岭矿与徐淮矿区、开滦矿区等厚松散层矿区地表沉陷规律的差异,给出了差异产生的内在原因。在沿空巷道围岩-充填体稳定性及围岩变形规律方面,开展了井下的现场实测。采用钻孔成像装置对矿井12307工作面回风巷和运输巷进行了钻孔成像观测,获取了采动影响下部分上覆岩层破坏状态及裂隙场的发育特征;开展了沿空巷道围岩-充填体应力-应变现场监测,得出了沿空巷道和回风巷围岩移动变形和应力分布规律、充填体变形及载荷分布和内部应力传递规律。监测结果表明:工作面一次采动影响下,运输巷底鼓量普遍大于顶板下沉量,巷道顶板浅部岩层受影响较大,主要影响范围在巷道顶板浅部2m范围以内;留巷期间巷道顶板上覆岩层破断回转,老顶下沉对巷道顶板浅部岩层影响较大,引起巷道围岩发生剧烈变形,使巷道顶板裂隙进一步发育贯通,造成岩层层面进一步破碎,深部岩体裂隙进一步张开与发育,回风巷对应运输巷同一位置顶板更加破碎,顶板变形加大;二次采动使回风巷道围岩残余支承压力与本区段超前支承压力相互叠加,导致巷道围岩应力急剧增高,加大了对巷道顶板的破坏,浅部岩层破碎加剧,顶板的裂隙发育进一步加大,顶板离层增多下沉量大,巷道收敛变形量大于一次采动影响,主要影响范围为顶板以上4m范围以内,4m以外范围影响较小;充填体内部应力监测最大数值为5MPa,但大部分未超过充填体本身实验强度4.2MPa,虽然产生了横向变形和纵向变形,但没有引起充填体的破坏,横向变形只是在充填体的局部表现较为明显,由于采用了锚栓加固整体性较好,而采空区矸石和巷道侧点柱改变了充填体受力状态,提高了充填体的稳定性,对顶板的适应性较强,对顶板的支护作用较好。通过研究,改善围岩支护状态,可减少顶板变形,为试验煤矿区后续沿空留巷支护、设计、参数优化和现场实施等提供理论支持和技术参考,为高效留巷提供技术保障。在覆岩运移规律方面,在相似材料配比实验的基础上,开展了物理模拟实验。采用包括光纤光栅传感器、近景摄影测量和2D-DIC在内的多源监测手段和方法,对云驾岭煤矿采动覆岩运移规律和沉陷机理进行了研究,并对上述监测方法实施了交叉验证。为了便于对比分析覆岩的移动变形特征以及裂隙场的发育规律,体现实验结果的差异,决定在一个实验平台上同时铺设两个相似模型,模型一和模型二的地层数量、煤层开采厚度、各岩层尺寸均相同,唯一不同的是关键层位置,以便能够体现覆岩沉陷过程中关键层对裂隙场发育高度的不同控制作用。每个模型的实验结果表明,关键层对上覆岩层具有显着的控制作用,主、亚关键层自身下沉量与所处模型位置关系密切,模型上覆岩层垮落高度、裂隙发育程度与关键层自身厚度和强度相关。四种监测手段各有优势且具有较高的监测精度,其中光纤光栅传感器监测曲线峰值可作为关键层破断的依据,2D-DIC能够动态获取研究区域的全时域位移场和形变场,为开展相似材料模拟实验提供了全新的观测技术手段和方法。采用FLAC3D有限差分程序,对不同充填体尺寸进行优化,对宏观采场矿压显现进行数值模拟。通过模拟,在保证对顶板正常支护的条件下考虑采用最为经济的留巷方式。结果表明:工作面开采完毕后采空区底板主要表现为剪切破坏,中部区域表现为剪切拉伸破坏,剪切破坏最大深度在采空区以下30m左右。侧向支承压力对下帮实体煤主要影响范围在距采空区一侧10m以内,主要表现为剪切破坏。下区段工作面开采后煤帮、充填体及上区段工作面保护煤柱共同形成高应力大、小结构;高水材料充填体宽度为3.0m时,留巷期间承载性能较高,与巷道围岩的协同性高,从而有利于改变覆岩的破坏状态和对地表变形的破坏;充填体宽度为2.5m和2.0m时,留巷期间充填体承载性能较低,充填体变形量大而稳定性差,对巷道围岩控制难度加大。沿空留巷巷旁高水材料充填完成后,选择恰当时机切除巷旁靠近采空区一侧顶板有益于留巷围岩的稳定。地表沉陷时空预测和参数反演方面,提出采用正态分布时间函数进行地表动态沉陷预测,构建了基于正态分布时间函数的地表沉陷动态预测数学模型,分析了曲线形态系数对预测精度的影响以及正态分布时间函数的时空完备性,证实了该数学模型在地表下沉、下沉速度和加速度与地表沉陷过程的时空变化特征相一致。针对云驾岭煤矿非常规地表移动观测站,采用空间曲面拟合方法,求取了地表沉陷预计参数和时间参数,并依据现场监测数据对模型进行了分析,与云驾岭煤矿实测数据和辛置煤矿实测数据进行工程验证,结果表明预测精度满足工程需求,证实了基于正态分布时间函数地表沉陷预测模型能够进行厚松散层条件下地表移动和变形预测。基于上述预测模型,利用Matlab开发平台,研发了界面友好、适时成图的地表沉陷预测信息系统,该系统包含点预测模块、线预计模块、三维空间地表沉陷预计模块以及参数反演模块,利用该系统能够对采煤诱发的地表沉陷进行科学预测。
余海锋[8]（2016）在《特厚煤层采动地表裂缝预测模型研究 ——以东峡矿区为例》文中研究表明近几年,随着我国东部矿区煤炭资源日益枯竭,煤炭生产重心正逐渐向西部矿区偏移。西部矿区普遍具有地质条件简单,煤层赋存厚度大,地形条件复杂和生态环境脆弱等特点。采动地表裂缝是一种由开采作用所致在矿区地表形成的常见非连续变形,具有大变形、非连续和突发性等特征。特厚煤层采动由于一次性采出空间大,其地表移动变形与上覆岩层变形、破坏均相对剧烈,在特厚煤层采动矿区地表裂缝分布尤其普遍。因此西部矿区开采正面临更严重采动地表裂缝问题及其导致土体破坏、二次地质灾害及生态环境恶化等一系列问题。本文针对特厚煤层采动地表裂缝分布规律、形成机理及预测模型等问题,以甘肃省东峡矿区特厚煤层采动为研究背景,以采空区上覆岩层为主要研究对象,借助实测分析、数值模拟、理论分析等研究手段进行了分析研究。通过对矿区采动地表裂缝实测及实测资料分析,研究了矿区地表裂缝分布特征及其与采空区相对空间位置关系,总结了矿区特厚煤层采动地表裂缝分布规律;利用FLAC-3D数值模拟软件对矿区特厚煤层采动地表移动变形规律、上覆岩层移动机理、地表土体应力状态变化规律模拟分析,揭示了特厚煤层采动地表裂缝形成机理及其形成主控因素;利用弹性力学、土力学、材料力学等相关理论,结合特厚煤层采动地表裂缝形成主控因素分析结论,基于地表移动变形概率积分法预计公式建立了特厚煤层采动地表裂缝预测模型,并将预测模型于矿区应用及验证,同时根据采动地表裂缝形成主控因素分析结论,结合矿区实测地表裂缝分布特征与地表移动变形规律对比分析结果,提出了基于地表移动变形的采动地表裂缝分布特征分析方法。
王金东[9]（2015）在《综放开采覆岩高位结构稳定性及强矿压形成机理研究》文中研究说明随着煤层深度及开采强度的增加,深井开采强矿压现象突显,严重威胁矿井安全高效生产。华亭矿区砚北煤矿采用综放开采,开采厚度为12.0m,论文以砚北煤矿强矿压为研究背景,应用关键层理论、物理相似材料模拟、数值模拟、岩石力学、材料力学、弹性力学等理论及研究手段,分析研究砚北煤矿综放开采覆岩结构失稳演化规律及其强矿压形成机理,确定综放工作面宽度和区段煤柱宽度与复合关键层控制范围之间的关系,选取合理的工作面宽度及区段煤柱宽度以达到避灾目的。主要研究结果如下:华亭矿区砚北煤矿煤5层开采覆岩具有“两硬一软”特征。综合分析煤5层开采覆岩岩性特征及矿压显现情况表明:煤层顶板侏罗统地层中岩性较硬、分层厚度较大的砂岩分布较多,具有明显的关键层特性;侏罗统之上新近系甘肃群岩层以泥岩类为主,夹砂岩、砂砾岩,为强风化带,其与第四系黄土层组成覆岩上部松散加载层,总厚度180m左右。应用关键层理论计算分析砚北煤矿开采煤层覆岩特性,得出距煤5层顶板21.8m的位置19.8m厚的细砂岩为覆岩中的亚关键层,也是开采煤层的老顶;位于覆岩中部的两层厚度分别为20.19m和19.20m相邻的细砂岩和粉砂岩为覆岩中的主（复合）关键层,即覆岩移动变形的主控制层。华亭矿区砚北煤矿覆岩具有明显的“两硬一软”特征,两硬指较坚硬的亚关键层和坚硬的复合关键层,一软指覆岩上部到地表的厚松散层。构造应力是强矿压形成的条件之一。通过物理相似材料模拟研究,结合矿井生产实践得出砚北煤矿长壁综放工作面初次来压步距为70～78m,周期来压步距为26～42m。水平构造应力对复合关键层破断步距存在一定影响,存在构造应力时复合关键层的破断步距大于非构造应力时破断步距,同时构造应力的作用使得复合关键层破断瞬间释放更大弹性能,使得工作面矿压显现更为剧烈。覆岩中部复合关键层与其上方的应力拱构成控制覆岩破断失稳的大结构。相似材料模拟和数值模拟结果表明,煤5层综放开采条件下,亚关键层位于冒落带范围,随工作面开采产生初次破断和周期破断,不具备大范围控制能力和高强度致灾条件;复合关键层位于覆岩中部,具备大范围控制其上覆岩层运移的条件,其上覆岩层在运移过程中构成应力拱结构,当复合关键层破断应力拱结构失稳后,在其上覆岩层及厚松散层与其同步运动,释放巨大动载能量进而导致采掘场形成强矿压。应用薄板理论构建了砚北煤矿复合关键层破断力学模型,结合实验模拟结果,分析了覆岩移动破坏演化规律及强矿压形成机理。在研究覆岩中部复合关键层和其上部软弱岩层及松散加载层构成的覆岩高位结构的基础上,应用薄板理论构建了复合关键层破断力学模型,在复合关键层破断步距计算公式中加入区段煤柱宽度的影响因子。经计算给出复合关键层破断时控制范围,为确定合理工作面宽度、区段煤柱宽度奠定了理论基础。通过理论分析给出,华亭矿区砚北煤矿煤5层开采覆岩中部复合关键层破断瞬间释放的冲击载荷是强矿压形成的主要条件,复合关键层控制范围越大,其破断前所承载的载荷和聚积的能量也越大,破断时形成的强矿压危害也越大。应用数值模拟方法研究了工作面宽度和区段煤柱尺寸对强矿压灾害强度的影响,确定了区段煤矿宽度与复合关键层破断步距之间的关系。研究结果表明,在工作面宽度一定时,区段煤柱宽度越大,复合关键层控制覆岩范围越大,破断时释放弹性能越大,对井下安全危害也越大;区段煤柱宽度一定的条件下,在极限跨距内随着工作面宽度的增加,复合关键层控制覆岩范围增大,发生破断时释放弹性能增大,对井下安全威胁也加大。有效削弱区段煤柱支撑作用,减小复合关键层控制范围是减轻井下强矿压冲击威胁程度的重要途径之一,在华亭矿区砚北煤矿特定地质采矿条件下,合理工作面布置参数为:工作面宽度在140～150m左右,区段煤柱宽度不大于6m。
孙琦[10]（2013）在《膏体充填开采胶结体的强度和蠕变特性研究及应用》文中提出煤矿开采造成的沉陷灾害严重危害了矿区的环境和建筑物的稳定,因此控制矿山开采沉陷灾害对煤矿生产十分重要。膏体充填开采作为煤矿绿色开采和科学开采的重要手段,得到了广泛应用,与其他充填材料相比,膏体充填材料具有刚度大、减沉效果好的特点,但长期以来对膏体充填开采胶结体的力学特性研究主要集中在弹塑性方面,对充填开采胶结体的蠕变特性研究较少,因此在研究充填胶结体强度的基础上,重点研究其三轴蠕变特性,建立符合充填胶结体特性的蠕变本构方程,具有重要的现实意义。通过多组单轴压缩试验,分析了膏体充填开采胶结体的早期强度影响因素,研究了强度和变形特性。以单轴压缩强度为依据,进行了不同应力水平下的三轴蠕变试验,建立了充填开采胶结体的蠕变损伤本构模型,得到了充填开采胶结体的长期力学参数。并以充填胶结体的长期力学参数为依据进行了数值模拟,分析了公路下和边坡下膏体充填开采的规律,同时采用模型试验进行了公路下膏体充填开采的研究,验证了试验设计的充填材料具有良好的充填效果。研究结果表明：（1）膏体充填开采胶结体的早期强度与早强剂添加量、胶凝材料用量正相关,与水胶比负相关,试验设计的膏体充填开采胶结体具备较大的早期强度和后期强度,能够抵抗上覆岩层传递的荷载,且具备弹性模量较大的特点；（2）膏体充填开采胶结体具有明显的流变特性,当应力水平较低时,其蠕变仅有衰减蠕变和稳态蠕变两个阶段,当应力水平较高时,随着应变值的增大,会出现加速蠕变；（3）建立了弹性模量将随应力、时间变化的损伤演化方程,并将损伤变量引入到一个串联应变触发的非线性粘壶的改进西原模型中,建立了蠕变损伤本构模型,该模型能够较好地反映充填开采胶结体的蠕变规律；（4）采用试验设计的膏体充填材料进行公路下和边坡下膏体充填开采,能够满足充填开采的要求；公路路面的下沉值与充填高度正相关,与充填开采胶结体的弹性模量、采煤倾角、采深负相关；使用膏体充填开采时边坡的安全系数达到了1.28,保证了边坡的稳定性。
二、微机在地表移动与变形中的应用（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、微机在地表移动与变形中的应用（论文提纲范文）
（1）基于改进卡尔曼滤波的开采沉陷地表移动预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 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 矿山开采沉陷研究现状 |
| 1.2.2 矿山开采沉陷预计研究现状 |
| 1.2.3 卡尔曼滤波研究现状 |
| 1.2.4 矿山开采残余变形研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 改进卡尔曼滤波算法和残余变形理论简介 |
| 2.1 卡尔曼滤波简介 |
| 2.2 卡尔曼滤波(KF)模型 |
| 2.2.1 卡尔曼滤波基础模型 |
| 2.2.2 卡尔曼滤波数学模型 |
| 2.2.3 卡尔曼滤波算法流程及重点控制点 |
| 2.2.4 卡尔曼滤波算法的不足 |
| 2.3 扩展卡尔曼滤波(EKF)算法 |
| 2.3.1 扩展卡尔曼滤波基础模型 |
| 2.3.2 扩展卡尔曼滤波数学模型 |
| 2.3.3 扩展卡尔曼滤波算法流程 |
| 2.3.4 扩展卡尔曼滤波的不足及改进 |
| 2.4 极大验后自适应扩展卡尔曼滤波(MPAEKF)算法 |
| 2.4.1 基本概念 |
| 2.4.2 极大后验自适应扩展卡尔曼滤波模型 |
| 2.4.3 极大后验自适应扩展卡尔曼滤波算法流程 |
| 2.5 卡尔曼滤波程序实现 |
| 2.6 残余变形预计分析 |
| 2.6.1 残余变形机理分析 |
| 2.6.2 半无限开采情况残余下沉预计分析 |
| 2.6.3 半无限开采情况残余水平变形预计分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于Ⅲ1301工作面的改进滤波预测分析 |
| 3.1 Ⅲ1301工作面简介 |
| 3.2 确定滤波初值 |
| 3.2.1 滤波模型 |
| 3.2.2 滤波初值的确定 |
| 3.2.3 滤波数据处理及精度分析 |
| 3.3 矿区地表移动变形监测中的对比分析 |
| 3.3.1 走向下沉对比分析 |
| 3.3.2 倾向下沉对比分析 |
| 3.3.3 走向水平移动对比分析 |
| 3.3.4 倾向水平移动对比分析 |
| 3.3.5 滤波精度分析 |
| 3.4 极大后验自适应扩展卡尔曼滤波预测分析 |
| 3.4.1 走向下沉预测分析 |
| 3.4.2 倾向下沉预测分析 |
| 3.4.3 走向水平移动预测分析 |
| 3.4.4 倾向水平移动预测分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于极大后验自适应扩展卡尔曼滤波的残余变形分析 |
| 4.1 走向残余变形下沉值分析 |
| 4.2 走向残余变形水平移动值分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）内蒙古乌兰木伦煤矿地面沉陷预测及恢复治理（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 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 2 开采沉陷理论 |
| 2.1 开采沉陷简介 |
| 2.2 下沉盆地、塌陷坑和地面裂缝 |
| 3 研究区基本情况 |
| 3.1 研究区地理位置和社会经济概况 |
| 3.2 开采历史及现状 |
| 3.3 矿山开发方案概述 |
| 4 研究区域概况 |
| 4.1 自然地理概况 |
| 4.2 地形、地貌 |
| 4.3 地层岩性与地质构造 |
| 4.4 水文地质条件 |
| 4.5 工程地质条件 |
| 4.6 煤层地质特征 |
| 5 地面沉陷现状及趋势预测 |
| 5.1 研究区地面沉陷现状 |
| 5.2 地面沉陷预测 |
| 6 煤矿沉陷区恢复治理 |
| 6.1 沉陷区防治工程 |
| 6.2 研究区环境监测工程 |
| 7 结论 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 参考文献 |
（3）榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矿开采沉陷监测技术发展现状 |
| 1.2.2 重复开采地表沉陷特征研究现状 |
| 1.2.3 开采沉陷预计模型研究现状 |
| 1.2.4 现有研究的不足 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究目标与内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 地表移动GNSS连续监测数据采集与处理 |
| 2.1 试验矿区概况 |
| 2.2 GNSS连续监测系统布置 |
| 2.2.1 煤矿开采沉陷GNSS连续监测系统概述 |
| 2.2.2 研究区域GNSS连续监测网设计 |
| 2.3 监测数据处理 |
| 2.4 监测数据质量评价 |
| 3 相邻工作面开采地表动态移动特征 |
| 3.1 地表移动变形量 |
| 3.1.1 下沉值 |
| 3.1.2 水平位移 |
| 3.1.3 水平位移比率λ |
| 3.2 地表动态移动变形参数 |
| 3.3 多时间尺度下地表动态沉陷的分形特征 |
| 3.3.1 多时间尺度下地表动态下沉分形特征 |
| 3.3.2 多时间尺度下的下沉速度分形变化特征 |
| 3.4 地表点的移动轨迹 |
| 3.5 同煤层老采空区对工作面开采地表沉陷特征的影响 |
| 3.5.1 相邻工作面开采地表非对称性移动变形分析 |
| 3.5.2 相邻老采空区对同煤层工作面开采地表沉陷特征的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 相邻工作面开采覆岩移动破坏机理 |
| 4.1 模型建立及模拟方案设计 |
| 4.1.1 FLAC3D软件特点及其解算流程 |
| 4.1.2 模型建立及参数选取 |
| 4.1.3 数值模拟方案设计 |
| 4.2 相邻工作面开采应力应变分析 |
| 4.3 相邻工作面开采地表沉陷分布特征参数与煤柱宽度的关系 |
| 4.3.1 无因次下沉曲线 |
| 4.3.2 最大下沉值偏距与煤柱宽度的关系 |
| 4.3.3 拐点偏移距增量与煤柱宽度的关系 |
| 4.3.4 主要影响范围增量与煤柱宽度的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 相邻工作面开采地表沉陷预计模型 |
| 5.1 地表动态沉陷预计 |
| 5.1.1 分段Knothe时间函数基本特征 |
| 5.1.2 分段Knothe时间函数模型适用性分析 |
| 5.1.3 分段Knothe时间函数模型改进 |
| 5.2 地表动态水平位移预计 |
| 5.2.1 地表动态水平位移预计模型构建 |
| 5.2.2 水平位移比率时间函数参数获取 |
| 5.2.3 模型验证及适用性分析 |
| 5.3 地表移动稳定后的沉陷预计 |
| 5.3.1 基于概率积分法的沉陷预计模型 |
| 5.3.2 基于双曲线剖面函数法的沉陷预计模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文、参加的科研项目及获奖情况 |
（4）特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 特厚煤层综放开采技术发展现状 |
| 1.2.2 综放开采矿压显现规律研究现状 |
| 1.2.3 综放采场上覆岩层结构特征研究现状 |
| 1.2.4 地表移动变形规律研究现状 |
| 1.3 需进一步研究的问题 |
| 1.4 研究内容与方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法与技术路线 |
| 第2章 特厚煤层综放采场矿压显现规律研究 |
| 2.1 芦子沟煤矿3108 工作面概况 |
| 2.2 煤岩体物理力学参数测试 |
| 2.3 3108 工作面矿压显现规律分析 |
| 2.4 特厚煤层综放采场强矿压显现机理简析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 特厚煤层综放开采地表移动变形规律研究 |
| 3.1 3108 工作面地表移动观测 |
| 3.1.1 地表移动观测方法选择 |
| 3.1.2 地表移动观测站设计 |
| 3.1.3 地表移动观测间隔 |
| 3.2 地表移动变形特征分析 |
| 3.2.1 地表移动变形曲线分析 |
| 3.2.2 地表移动角量参数求取 |
| 3.2.3 概率积分法预计参数 |
| 3.3 采动过程中地表移动变形规律分析 |
| 3.3.1 地表沿走向方向动态变形规律 |
| 3.3.2 地表沿倾向方向动态变形规律 |
| 3.4 地表采动裂缝分布发育规律 |
| 3.4.1 地表裂缝发育规律分析 |
| 3.4.2 地表裂缝形成机理简析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系分析 |
| 4.1 3108 工作面矿压显现与地表变形时空关系分析 |
| 4.1.1 矿压显现与地表裂缝关系 |
| 4.1.2 矿压显现与地表下沉速度关系 |
| 4.2 特厚煤层综放采场覆岩结构动态演化规律的物理模拟研究 |
| 4.2.1 相似模拟试验设计 |
| 4.2.2 特厚煤层综放采场覆岩结构动态演化规律研究 |
| 4.2.3 采厚对覆岩活动规律影响研究 |
| 4.3 特厚煤层开采矿压显现与地表变形关系的数值模拟研究 |
| 4.3.1 数值模型的建立 |
| 4.3.2 采场矿压显现与地表变形关系的演化过程 |
| 4.3.3 采场矿压显现与地表变形关系的采厚效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 采场强矿压显现与地表变形时空关系形成机理分析 |
| 5.1 裂缝带主控层假说 |
| 5.2 裂缝带主控层结构失稳破断规律分析 |
| 5.2.1 裂缝带主控层结构破断规律分析 |
| 5.2.2 裂缝带主控层结构断裂后稳定性分析 |
| 5.2.3 特厚煤层综放采场大空间覆岩结构特征 |
| 5.3 裂缝带主控层结构对采场强矿压显现的影响机理 |
| 5.3.1 扇形断块结构对工作面矿压显现的影响 |
| 5.3.2 梯形断块结构对临空巷道矿压显现的影响 |
| 5.4 裂缝带主控层结构对地表变形的作用机制 |
| 5.4.1 梯形断块结构稳定性及其响应分析 |
| 5.4.2 覆岩运动对地表变形的作用机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 现场工程应用 |
| 6.1 基于采场周期来压的地表动态下沉预计 |
| 6.1.1 常用描述地表动态下沉的时间函数 |
| 6.1.2 修正的函数模型建立 |
| 6.1.3 函数模型的验证 |
| 6.1.4 工程实际意义简析 |
| 6.2 采场强矿压显现协同弱化控制技术及应用 |
| 6.2.1 5403 工作面基本概况 |
| 6.2.2 远近场协同弱化控制技术 |
| 6.2.3 矿压显现控制效果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）白象山铁矿多中段联合开采围岩扰动效应研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题提出与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 2 多中段联合开采影响效应相似模型试验研究 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.2 相似基本定理及相似条件 |
| 2.3 物理相似模型设计 |
| 2.4 模型浇筑与监测方法 |
| 2.5 试验结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 多中段联合开采覆岩移动和地表变形规律研究 |
| 3.1 基本原理 |
| 3.2 数值计算模型建立及参数选取 |
| 3.3 围岩塑性区演化与应力场分布规律分析 |
| 3.4 上覆岩层位移场分布与运移规律分析 |
| 3.5 地表移动变形规律分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 多中段联合开采覆岩移动变形机理与地表变形特征 |
| 4.1 覆岩移动动态过程 |
| 4.2 地表沉降变形机理 |
| 4.3 覆岩移动变形与地表沉降变形影响因素 |
| 4.4 地表变形基本参数 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多中段联合开采过程地表变形预测 |
| 5.1 基于随机介质理论的地表变形预测基本理论 |
| 5.2 理论预测模型工程应用 |
| 5.3 理论预测值与模拟值对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）采动区新型自伸长支座的研发及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究存在问题 |
| 1.5 研究内容和技术路线 |
| 2 新型自伸长支座的研发 |
| 2.1 新型自伸长支座的设计理念 |
| 2.2 新型自伸长支座设计原理 |
| 2.3 新型自伸长支座的构造设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 新型自伸长支座的力学性能研究 |
| 3.1 试验目的及内容 |
| 3.2 材性试验 |
| 3.3 新型自伸长支座的自伸长特性试验 |
| 3.4 新型自伸长支座的承载力试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 新型自伸长支座数值建模与验证 |
| 4.1 ABAQUS软件简介 |
| 4.2 有限元模型的建立 |
| 4.3 数值模拟分析与试验结果对比 |
| 4.4 新型自伸长支座承压性能影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 带新型支座钢框架整体结构抗变形分析 |
| 5.1 SAP2000结构分析设计软件概述 |
| 5.2 有限元模型的建立 |
| 5.3 支座在钢框架中抗竖向地表变形性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）厚松散层下采动覆岩运移规律及地表沉陷时空预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容、研究目标及拟解决的关键科学问题 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 解决的关键科学问题 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 2 云驾岭矿厚松散层下开采地表沉陷规律研究 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.1.1 井田位置、地形及周边开采状况 |
| 2.1.2 研究区域地层结构及煤层开采情况 |
| 2.1.3 水文、工程地质特征及对开采的影响 |
| 2.2 观测站设置及地表沉陷监测 |
| 2.3 地表终态移动变形特征及角值参数求取 |
| 2.3.1 实测地表终态移动变形特征 |
| 2.3.2 地表终态移动变形角值参数确定 |
| 2.4 地表动态沉陷时空变化特征 |
| 2.4.1 地表动态沉陷实测特征 |
| 2.4.2 超前影响角的确定 |
| 2.4.3 地表下沉速度分析 |
| 2.4.4 地表移动延续时间分析 |
| 2.5 与其它厚松散层矿区地表沉陷特征对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 沿空巷道围岩-充填体井下实测研究 |
| 3.1 采动覆岩裂隙发育特征现场实测 |
| 3.1.1 测试设备及点位布设 |
| 3.1.2 钻孔窥视仪测试结果及裂隙发育规律 |
| 3.1.3 不同监测点覆岩裂隙场发育规律对比分析 |
| 3.2 巷道围岩变形-应力监测及规律分析 |
| 3.2.1 监测目的及点位布设 |
| 3.2.2 巷道围岩变形监测及规律分析 |
| 3.2.3 巷道煤帮应力监测及分布规律分析 |
| 3.3 锚杆锚索受力观测 |
| 3.3.1 监测目的及点位布设 |
| 3.3.2 锚杆锚索受力分析 |
| 3.4 巷旁充填体应力-变形监测及规律分析 |
| 3.4.1 点位布设及监测方法 |
| 3.4.2 巷旁充填体应力监测及规律分析 |
| 3.4.3 巷旁充填体变形监测及规律分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 采动覆岩运移及形变规律实验研究 |
| 4.1 采动覆岩运移及形变规律实验方案 |
| 4.1.1 实验目的 |
| 4.1.2 实验技术和方法 |
| 4.1.3 模拟工程背景 |
| 4.1.4 实验方案 |
| 4.2 相似材料配比实验 |
| 4.3 模型开挖及主要实验现象 |
| 4.3.1 模型Ⅰ开挖及主要实验现象 |
| 4.3.2 模型Ⅱ开挖及主要实验现象 |
| 4.4 覆岩运移规律实测对比分析 |
| 4.4.1 光纤光栅量测结果分析 |
| 4.4.2 百分表量测结果分析 |
| 4.4.3 数字近景摄影量测结果分析 |
| 4.4.4 基于 2D-DIC的全域形变场量测结果分析 |
| 4.4.5 实验结果的对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 沿空留巷充填体优化及宏观采场矿压显现数值模拟 |
| 5.1 沿空留巷充填体优化数值模拟 |
| 5.1.1 平面应变数值模型构建 |
| 5.1.2 充填体宽度 3.0m留巷围岩应力-应变演化过程 |
| 5.1.3 充填体宽度 2.5m留巷围岩应力状态及位移特征 |
| 5.1.4 充填体宽度 2.0m留巷围岩应力状态及位移特征 |
| 5.2 人工切顶对充填体稳定性的影响 |
| 5.3 宏观采场矿压显现数值模拟 |
| 5.3.1 模型的建立 |
| 5.3.2 采场围岩应力分布规律 |
| 5.3.3 垂向位移分布规律 |
| 5.3.4 采场围岩塑性破坏规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 厚松散层下开采地表沉陷时空预测研究 |
| 6.1 地表终态沉陷预测优化模型 |
| 6.1.1 沉陷盆地主断面影响函数模型 |
| 6.1.2 三维空间沉陷预测函数模型 |
| 6.2 常用的时间函数及其特征 |
| 6.3 基于正态分布时间函数地表动态沉陷预测模型 |
| 6.3.1 基于正态分布时间函数地表沉陷时空预测模型 |
| 6.3.2 正态分布时间函数计算误差及其完备性分析 |
| 6.4 地表动态沉陷计算方式 |
| 6.5 基于MATLAB地表沉陷预测及参数反演信息系统研发 |
| 6.5.1 系统开发平台及GUI界面设计 |
| 6.5.2 系统安装及功能 |
| 6.6 地表沉陷预测参数的确定 |
| 6.6.1 预测参数确定方法 |
| 6.6.2 研究区域地表沉陷预测参数的确定 |
| 6.7 工程验证及分析 |
| 6.7.1 工程案例一：与云驾岭煤矿实测数据的对比 |
| 6.7.2 工程案例二：与辛置煤矿实测数据的对比 |
| 6.8 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 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 在学期间参加科研项目 |
| 主要获奖 |
（8）特厚煤层采动地表裂缝预测模型研究 ——以东峡矿区为例（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 开采沉陷研究现状 |
| 1.2.2 采动地表裂缝研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 东峡矿区采动地表裂缝分布规律研究 |
| 2.1 矿区概况 |
| 2.1.1 位置与范围 |
| 2.1.2 地质采矿条件 |
| 2.2 采动地表裂缝分布特征与空间位置研究 |
| 2.2.1 裂缝采集与分布特征分析 |
| 2.2.2 采动地表裂缝空间位置分析 |
| 2.3 小结 |
| 3 特厚煤层采动地表裂缝形成机理数值模拟研究 |
| 3.1 FLAC-3D数值模拟软件简介 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.2.1 岩层模型建立与开采方案设计 |
| 3.2.2 本构模型确定 |
| 3.2.3 岩层物理力学参数确定 |
| 3.2.4 模型边界约束 |
| 3.3 采动地表裂缝形成机理研究 |
| 3.3.1 地表移动变形规律分析 |
| 3.3.2 上覆岩层移动机理分析 |
| 3.3.3 地表土体附加应力变化分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 特厚煤层采动地表裂缝预测模型建立研究 |
| 4.1 地表土体应力状态分析 |
| 4.1.1 土体初始应力状态分析 |
| 4.1.2 煤层开采后土体应力状态变化分析 |
| 4.2 采动地表裂缝预测模型建立 |
| 4.2.1 土体莫尔-库伦破坏理论 |
| 4.2.2 概率积分预计理论 |
| 4.2.3 预测模型建立 |
| 4.3 小结 |
| 5 采动地表裂缝预测模型应用研究 |
| 5.1 东峡矿区开采地表移动变形规律分析 |
| 5.2 采动地表裂缝预测模型应用及验证 |
| 5.3 地表裂缝分布特征与地表移动变形关系分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）综放开采覆岩高位结构稳定性及强矿压形成机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 覆岩结构稳定性研究动态 |
| 1.2.1 覆岩破坏特征研究现状 |
| 1.2.2 覆岩结构及稳定性研究现状 |
| 1.2.3 覆岩结构受力分析研究现状 |
| 1.2.4 其他与本文相关的研究成果 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 2 砚北煤矿地层与构造特征 |
| 2.1 区域构造及应力 |
| 2.2 覆岩岩性及力学性质 |
| 2.3 地层特征分析 |
| 2.3.1 覆岩层位划分 |
| 2.3.2 厚硬岩层判定 |
| 2.3.3 地层“两硬一软”结构特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 覆岩结构形成及其失稳演化规律模拟实验研究 |
| 3.1 实验条件及原理 |
| 3.1.1 开采条件 |
| 3.1.2 实验原理及相似条件 |
| 3.1.3 动载系数 |
| 3.2 非构造应力条件下相似材料模拟实验 |
| 3.2.1 实验对象 |
| 3.2.2 实验模型构建 |
| 3.2.3 模拟实验仪器 |
| 3.2.4 实验现象及分析 |
| 3.3 构造应力条件下相似材料模拟实验 |
| 3.3.1 实验对象 |
| 3.3.2 实验模型构建 |
| 3.3.3 模拟实验方法 |
| 3.3.4 实验现象及分析 |
| 3.4 实验结果分析 |
| 3.4.1 250204工作面开采覆岩破坏分析 |
| 3.4.2 250205工作面开采矿压现象对比分析 |
| 3.4.3 250206工作面开采矿压现象分析 |
| 3.5 构造应力对复合关键层破断影响 |
| 3.5.1 复合关键层破断前后工作面支承应力分析 |
| 3.5.2 复合关键层破断释放能量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 区段煤柱宽度及工作面宽度对覆岩影响数值模拟研究 |
| 4.1 区段煤柱宽度对覆岩破坏影响研究 |
| 4.1.1 区段煤柱宽度 6m时覆岩破坏形态 |
| 4.1.2 区段煤柱宽度 9m时覆岩破坏形态 |
| 4.1.3 区段煤柱宽度 12m时覆岩破坏形态 |
| 4.1.4 区段煤柱宽度 15m时覆岩破坏形态 |
| 4.1.5 区段煤柱宽度对覆岩结构失稳影响分析 |
| 4.2 工作面宽度对覆岩破坏影响研究 |
| 4.2.1 工作面宽度 120m模拟研究 |
| 4.2.2 工作面宽度 140m模拟研究 |
| 4.2.3 工作面宽度 160m模拟研究 |
| 4.2.4 工作面宽度 180m模拟研究 |
| 4.2.5 工作面宽度对覆岩破坏影响分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 覆岩结构稳定性与避灾控制对策 |
| 5.1 覆岩结构 |
| 5.1.1 单一工作面开采覆岩结构 |
| 5.1.2 多工作面开采覆岩结构 |
| 5.2 覆岩结构稳定性分析 |
| 5.2.1 复合关键层断裂力学模型 |
| 5.2.2 薄板基本理论 |
| 5.2.3 薄板相关参数的计算 |
| 5.2.4 复合关键层破断特征分析 |
| 5.3 覆岩结构失稳演化演化机理 |
| 5.3.1 复合关键层初次断裂形态 |
| 5.3.2 工作面宽度及区段煤柱宽度 |
| 5.3.3 覆岩破坏演化规律及强矿压形成机理 |
| 5.4 避灾对策 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 攻读博士学位期间获得专利情况 |
（10）膏体充填开采胶结体的强度和蠕变特性研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.1.1 充填开采技术发展历史与现状 |
| 1.1.2 充填开采材料物理、力学性质研究现状 |
| 1.1.3 充填开采工艺、方法研究现状 |
| 1.1.4 充填开采控制岩层移动机理研究现状 |
| 1.1.5 蠕变本构模型研究现状 |
| 1.2 研究存在的问题 |
| 1.3 论文研究的意义 |
| 1.4 本文主要研究内容和技术路线 |
| 1.5 本文的主要创新点 |
| 2 膏体充填开采的基本理论 |
| 2.1 常用充填材料的种类及特性 |
| 2.1.1 常用胶凝材料的种类及特性 |
| 2.1.2 常用骨料的种类和用途 |
| 2.2 膏体充填材料的基本要求 |
| 2.2.1 可泵性要求 |
| 2.2.2 强度要求 |
| 2.3 膏体充填开采的作用机理 |
| 2.3.1 充填胶结体在充填开采中的作用机理 |
| 2.3.2 充填效果的影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 充填开采胶结体的强度特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 充填开采胶结体的单轴压缩试验 |
| 3.2.1 试件的制备 |
| 3.2.2 试验装置与试验过程 |
| 3.3 单轴压缩试验结果分析 |
| 3.3.1 早期强度分析 |
| 3.3.2 早期强度影响因素分析 |
| 3.3.3 后期强度与变形分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 膏体充填开采胶结体的蠕变特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 岩土流变的基本理论 |
| 4.1.2 蠕变本构方程的基本理论 |
| 4.1.3 蠕变损伤的基本理论 |
| 4.2 三轴蠕变试验 |
| 4.2.1 试验装置 |
| 4.2.2 加载方式 |
| 4.2.3 试验步骤 |
| 4.2.4 试验结果分析 |
| 4.3 充填胶结体蠕变损伤本构方程的建立 |
| 4.3.1 充填胶结体蠕变损伤演化方程的建立 |
| 4.3.2 一维蠕变损伤本构方程的建立 |
| 4.3.3 三维蠕变损伤本构方程的建立 |
| 4.3.4 蠕变参数的拟合 |
| 4.3.5 理论计算结果与试验结果的对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 充填胶结体长期弹性模量的神经网络预测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 神经网络简介 |
| 5.3 神经网络的组成 |
| 5.4 BP 神经网络计算流程 |
| 5.5 算例分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 公路下膏体充填开采的探讨 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 公路下开采的允许移动和变形值 |
| 6.3 井田概况 |
| 6.4 公路下膏体充填开采的相似材料模拟试验 |
| 6.4.1 试验设计 |
| 6.4.2 试验结果分析 |
| 6.4.3 开采沉陷预计参数的反演计算 |
| 6.5 数值模拟 |
| 6.5.1 数值模拟过程 |
| 6.5.2 数值模拟结果分析 |
| 6.6 公路下充填开采影响因素分析 |
| 6.6.1 充填胶结体弹性模量的影响 |
| 6.6.2 充填高度的影响 |
| 6.6.3 煤层倾角的影响 |
| 6.6.4 采深的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 边坡下膏体充填开采的探讨 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 数值模型的建立 |
| 7.3 应力场分析 |
| 7.3.1 全陷开采的应力场分析 |
| 7.3.2 膏体充填开采的应力场分析 |
| 7.4 边坡下充填开采强度折减法分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与下一步工作的建议 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 下一步工作的建议 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、微机在地表移动与变形中的应用（论文参考文献）
- [1]基于改进卡尔曼滤波的开采沉陷地表移动预测研究[D]. 王斌. 河北工程大学, 2020(04)
- [2]内蒙古乌兰木伦煤矿地面沉陷预测及恢复治理[D]. 任树丛. 中国地质大学(北京), 2020(04)
- [3]榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究[D]. 赵军仪. 西安科技大学, 2020(01)
- [4]特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系研究[D]. 樊克松. 煤炭科学研究总院, 2019(09)
- [5]白象山铁矿多中段联合开采围岩扰动效应研究[D]. 李兴权. 中国矿业大学, 2019(09)
- [6]采动区新型自伸长支座的研发及应用研究[D]. 路振花. 中国矿业大学, 2017(02)
- [7]厚松散层下采动覆岩运移规律及地表沉陷时空预测研究[D]. 高永格. 中国矿业大学(北京), 2017(02)
- [8]特厚煤层采动地表裂缝预测模型研究 ——以东峡矿区为例[D]. 余海锋. 辽宁工程技术大学, 2016(05)
- [9]综放开采覆岩高位结构稳定性及强矿压形成机理研究[D]. 王金东. 西安科技大学, 2015(02)
- [10]膏体充填开采胶结体的强度和蠕变特性研究及应用[D]. 孙琦. 辽宁工程技术大学, 2013(07)