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1 采空区概述1

1.1 大面积采空区的危害2

1.2 采空区探测技术3

1.3 采空区稳定性监测技术4

1.4 采空区稳定性理论分析5

1.4.1 矿柱稳定性理论6

1.4.2 顶板稳定性理论7

1.4.3 采空区稳定性评价理论9

1.5 采空区稳定性数值分析11

1.6 采空区处理技术13

1.6.1 崩落围岩处理采空区13

1.6.2 用充填料充填处理采空区14

1.6.3 留永久矿柱或构筑人工石柱处理采空区15

1.6.4 联合法处理采空区16

1.7 采空区充填体与围岩作用机理16

1.8 采空区充填体强度分析18

1.9 小结19

2 基于实测的数值计算模型构建方法20

2.1 采空区井下CMS探测20

2.1.1 CMS设备简介20

2.1.2 CMS测量原理20

2.1.3 CMS使用步骤23

2.1.4 CMS数据处理24

2.1.5 CMS探测技术与地球物理探测的比较25

2.2 采空区实体模型的构建27

2.2.1 3Dmine简介27

2.2.2 采空区三维实体模型的建立28

2.2.3 采空区三维块体模型的构建28

2.3 构建FLAC3D数值计算模型29

2.3.1 FLAC3D简介29

2.3.2 地表及整体数值计算模型的建立30

2.3.3 矿体和采空区数值计算模型的建立31

2.4 小结34

3 采空区关键岩体稳定性评判35

3.1 采空区顶板应力分布及覆岩破坏规律35

3.1.1 顶板应力分区35

3.1.2 采空区顶板覆岩变形分布37

3.2 采空区顶板失稳分析法38

3.2.1 梁理论分析法38

3.2.2 模型法分析40

3.2.3 板理论分析41

3.2.4 载荷传递交汇线法41

3.2.5 采空区厚跨比理论42

3.3 实测采空区顶板稳定性评判42

3.4 采空区矿柱稳定性评判46

3.4.1 矿柱应力状态分布47

3.4.2 矿柱强度分析48

3.5 基于实测采空区计算模型构建49

3.5.1 地表实体模型建立49

3.5.2 计算模型的基础坐标数据提取51

3.5.3 三维数值计算模型的建立53

3.6 基于实测复杂采空区数值模拟分析56

3.6.1 力学参数选取56

3.6.2 初始应力场形成57

3.6.3 模拟结果分析57

3.7 实测采空区失稳评判73

3.8 小结76

4 基于模糊－灰关联理论采空区失稳分析78

4.1 模糊综合评判法78

4.1.1 模糊评判步骤78

4.1.2 隶属函数确定方法80

4.1.3 影响因素重要程度系数及确定方法80

4.2 采空区失稳模糊综合评判研究80

4.2.1 区域地质条件影响因素81

4.2.2 采空区水文影响因素84

4.2.3 采空区周围环境因素86

4.2.4 采空区结构参数影响因素87

4.2.5 采空区失稳评判模型的建立89

4.2.6 模糊评判确定采空区失稳级别96

4.3 基于灰关联理论采空区失稳分析98

4.3.1 灰关联理论99

4.3.2 采空区失稳灰关联分析100

4.4 小结104

5 复杂采空区综合治理技术研究106

5.1 采空区治理技术及适用性106

5.1.1 充填法治理采空区106

5.1.2 崩落围岩治理采空区107

5.1.3 设置矿柱支撑采空区108

5.1.4 隔离封闭采空区109

5.1.5 联合法治理采空区110

5.2 采空区分类及综合治理技术111

5.2.1 全尾砂胶结充填治理采空区114

5.2.2 隔离封闭治理采空区123

5.3 试充矿段采空区数值模拟研究131

5.3.1 力学参数确定131

5.3.2 试充采空区数值模拟结果分析133

5.4 小结156

参考文献158