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第1章 绪论1

1.1背景及意义1

1.2国内外研究现状与发展趋势2

1.2.1开采沉陷的发展历史2

1.2.2开采沉陷的发展趋势8

1.3主要研究内容9

1.4研究方法9

第2章 开采沉陷监测方法研究11

2.1地表沉陷监测方法11

2.1.1一般地表沉陷监测方法11

2.1.2 DInSAR监测技术15

2.1.3 CORS监测技术25

2.2覆岩内部沉陷监测方法31

2.2.1一般覆岩移动变形监测技术31

2.2.2数字全景成像监测技术35

2.3采煤区建筑物的变形观测39

2.3.1一般建筑物变形的观测40

2.3.2高耸建筑物变形观测45

2.3.3吊车轨道观测48

2.3.4地下管线观测50

第3章 地表开采沉陷监测及其移动变形分析53

3.1矿区概况简介53

3.1.1煤田概况53

3.1.2研究区概况54

3.2地表沉陷观测55

3.2.1研究区CORS现状55

3.2.2观测线及测点布设情况56

3.3矿区地表裂缝形成机理与特征分析59

3.3.1地表裂缝形成过程机理分析59

3.3.2 8104工作面上方地表裂缝特征分析59

3.4 CORS监测数据处理方法与精度分析62

3.4.1数据处理方法简介62

3.4.2 GAMIT/GLOBK软件数据处理流程与步骤64

3.4.3 CORS监测数据与水准仪测量数据对比分析66

3.5矿区地表移动变形实测数据的整理与分析67

3.5.1走向观测线地表移动变形分析67

3.5.2倾向观测线地表移动变形分析69

3.5.3地表移动参数求取72

3.5.4 8104工作面开采现场实测数据分析结果74

第4章 地表与覆岩移动变形的相似模拟76

4.1相似材料模拟试验原理76

4.2实验目的77

4.3实验设计77

4.3.1模拟对象77

4.3.2模型架与观测设备78

4.3.3模拟采用的相似条件79

4.3.4相似配比与试验材料的制备80

4.3.5相似模拟实验模型的构建81

4.3.6模型的制作过程81

4.3.7测点布设与开采设计82

4.4覆岩破断与煤柱损伤规律研究83

4.4.1上层煤开采覆岩破断与煤柱损伤规律83

4.4.2下层煤开采覆岩破断与煤柱损伤规律84

4.5覆岩内部岩层移动特征变形特征分析89

4.5.1不同岩层下沉特征分析89

4.5.2工作面推进过程中同一岩层下沉特征分析90

4.6相似材料模拟试验观测方法研究91

4.6.1经纬仪测量角度法91

4.6.2全站仪测量坐标法93

第5章 地表与覆岩移动变形的数值模拟99

5.1研究内容99

5.2 FLAC3D数值模拟计算程序99

5.2.1计算程序简介99

5.2.2 FLAC3D计算特征100

5.2.3 FLAC3D的求解流程101

5.3三维模型建立与模拟过程102

5.3.1几何模型建立102

5.3.2计算模型的选择102

5.3.3岩层参数选取104

5.3.4模拟计算过程105

5.4方案一——围岩与地表应力场、破坏场及位移场特性分析107

5.4.1围岩应力场分布规律107

5.4.2围岩破坏场分布规律111

5.4.3围岩位移场分布规律114

5.4.4 8104工作面开采对地表破坏及下沉的影响研究116

5.4.5地表主断面移动变形特征分析119

5.5方案二——围岩应力场、破坏场及位移场特性分析121

5.5.1煤柱损伤不同程度围岩应力场特征122

5.5.2煤柱损伤不同程度围岩破坏场特征124

5.5.3煤柱损伤不同程度围岩位移场特征125

5.6方案三——围岩与地表应力场、破坏场及位移场特性分析127

5.6.1围岩应力场、破坏场及位移场特性分析127

5.6.2两煤层同采地表破坏及移动变形特性分析130

第6章 采动损害保护煤柱留设132

6.1保护煤柱留设原理133

6.2围护带与移动角133

6.2.1围护带宽度133

6.2.2移动角β、γ、δ及松散层移动角？134

6.3保护煤柱留设方法135

6.3.1保护煤柱留设所需资料135

6.3.2垂直剖面法留设保护煤柱135

6.4几种常见类型煤柱的留设方法138

6.4.1立井与工业场地保护煤柱的留设138

6.4.2斜井保护煤柱的留设142

参考文献146