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第1章 绪论1

1.1 条带开采地表沉陷预计研究方法综述1

1.1.1 唯象法1

1.1.2 连续介质力学方法3

1.1.3 数值分析法3

1.1.4 物理模拟3

1.2 层状介质理论的研究现状4

1.3 研究的内容和方法4

1.3.1 采用的研究方法5

1.3.2 研究的主要内容5

第2章 条带开采工程岩体力学模型6

2.1 条采工程岩体的等效介质模型6

2.1.1 等效介质模型6

2.1.2 等效介质模型的分解7

2.2 基本平衡方程7

2.3 层间接触条件9

2.3.1 力学平衡条件9

2.3.2 几何接触条件9

2.4 边界条件14

2.4.1 煤柱上的附加应力14

2.4.2 边界条件16

2.5 小结16

第3章 岩层移动变形及其数值解18

3.1 解算方法简述18

3.1.1 求解过程18

3.1.2 采用的二重傅里叶变换18

3.2 分层各向同性弹性体通解19

3.2.1 位移法求解的基本方程19

3.2.2 傅里叶变换19

3.2.3 象空间的位移21

3.2.4 象空间的应力22

3.2.5 象空间的倾斜、曲率及其变形23

3.3 上覆岩体积分常数24

3.3.1 第一分层积分常数24

3.3.2 第k层积分常数的递推公式25

3.3.3 积分常数C？27

3.4 下伏岩体积分常数30

3.4.1 第一分层积分常数30

3.4.2 第k层积分常数的递推公式31

3.4.3 积分常数C？31

3.5 垂直应力边界条件的傅里叶变换σ031

3.5.1 应力修正系数f（x,y）为常数131

3.5.2 应力修正系数仅为x的函数33

3.5.3 应力修正系数为（x,y）的函数34

3.6 水平煤层岩层与地表移动变形35

3.6.1 源空间的位移、应力和变形35

3.6.2 矿柱的压缩量Wc38

3.6.3 条带开采出现的位移、应力及其变形38

3.7 特殊条件下条带开采的移动变形40

3.7.1 倾斜煤层条带开采40

3.7.2 不规则条带开采41

3.7.3 多煤层条带开采42

3.8 条带开采岩层移动预计分析系统（PASSM）43

3.8.1 系统的构成及其主要功能43

3.8.2 积分区间抽样计算点间距43

3.9 小结45

第4章 工程岩体的物理力学参数及煤柱的应力分布46

4.1 工程岩体参数与开采几何尺寸的敏感性分析46

4.1.1 影响因素的变化范围46

4.1.2 工程岩体物理参数的敏感性分析47

4.1.3 工程岩体力学参数的敏感性分析48

4.1.4 开采几何尺寸的敏感性分析50

4.1.5 地表沉陷的主控因素52

4.2 工程岩体参数的确定53

4.2.1 岩体的弹性模量53

4.2.2 岩体的分层厚度55

4.3 矿柱的屈服宽度55

4.4 矿柱平均垂直应力的宏观分布状态57

4.4.1 反演所遵循的基本原则57

4.4.2 矿柱应力与开采几何尺寸之间的关系59

4.4.3 沿走向方向矿柱应力的简化计算方法63

4.4.4 倾向应力分布系数f′（y）65

4.5 小结65

第5章 开采几何尺寸对地表沉陷的影响67

5.1 基础数据及各因素的变化范围67

5.1.1 工程岩体的物理力学参数67

5.1.2 开采几何尺寸的变化范围68

5.2 采宽b和留宽a的影响69

5.2.1 采出条带宽度b的影响69

5.2.2 条带煤柱宽度a的影响70

5.2.3 采出条带宽度与保留条带宽度的综合影响70

5.2.4 边界角与条带煤柱宽度之间的关系73

5.3 采区尺寸的影响73

5.3.1 条带地表充分采动的定义74

5.3.2 采区走向长度对地表沉陷的影响74

5.3.3 采区倾向长度对地表沉陷的影响76

5.3.4 充分采动程度的评定准则76

5.4 开采深度的影响77

5.5 小结79

第6章 地层结构对地表沉陷的影响81

6.1 地层结构的种类81

6.2 上覆岩体地层结构的影响81

6.2.1 中硬底板岩层83

6.2.2 坚硬底板岩层84

6.2.3 软弱底板岩层86

6.2.4 顶板岩性修正系数的比较87

6.3 下伏岩体地层结构的影响87

6.3.1 中硬直接顶板岩层88

6.3.2 坚硬直接顶板岩层89

6.3.3 软弱直接顶板岩层89

6.3.4 底板岩性修正系数的比较91

6.4 其他类型地层结构的影响92

6.4.1 上覆岩体上部存在极坚硬或极软弱岩层92

6.4.2 工程岩体弹性模量扩大或缩小93

6.5 小结93

第7章 工程岩体波浪移动带的高度94

7.1 波浪式移动盆地出现的机理及岩体分带94

7.1.1 岩体竖向移动变形94

7.1.2 条带开采工程岩体的分带95

7.2 开采几何尺寸的影响96

7.2.1 条带开采尺寸96

7.2.2 采空区尺寸98

7.3 地层结构的影响100

7.3.1 直接顶板岩性对H？和H？的影响101

7.3.2 底板岩性对H？和H？的影响103

7.3.3 其他地层结构的影响103

7.4 小结104

第8章 地表移动变形预计的简化方法106

8.1 地表最大下沉值及最大水平移动值106

8.1.1 最大下沉值Wm106

8.1.2 最大水平移动值Um111

8.2 地表沉陷的半盆地长度113

8.3 地表下沉及水平移动曲型曲线115

8.4 波浪移动带的高度116

8.4.1 上覆岩体的H？和H？116

8.4.2 下伏岩体的H？和H？120

8.5 直接顶板岩层综合弹性模量的近似估算124

8.5.1 叠合岩层的弹性模量124

8.5.2 直接顶板岩层的综合弹性模量126

8.5.3 中硬直接顶底板的综合弹性模量EM126

8.6 小结127

第9章 条带开采工程实例128

9.1 条带开采实例128

9.1.1 峰峰一矿工人村下厚煤层分层冒落条带开采128

9.1.2 峰峰二矿工业广场区域下近距离煤层群开采130

9.1.3 峰峰三矿工业广场区域古小窑采空区下条带开采132

9.2 羊渠河煤矿条带开采地表沉陷预计133

第10章 主要结论138

参考文献139