工作面底板突水的理论研究与远程监控
作者：孙希奎等著
出版时间：2011年版
内容简介
《工作面底板突水的理论研究与远程监控》研究工作面底板稳定性，对防范工作面底板突水、开采保护层等有十分重要的意义。《工作面底板突水的理论研究与远程监控》对条带开采工作面的煤柱和工作面底板的应力分布进行了理论分析，对底板变形破坏、底板应力强度因子进行了数值模拟，得出了条带开采工作面底板稳定性相关规律。《工作面底板突水的理论研究与远程监控》对埠村煤矿大量突水事例进行了统计分析，得出了影响工作面底板稳定性因素，建立了基于神经网络的工作面底板突水判别系统。《工作面底板突水的理论研究与远程监控》阐明了运用并行电法、岩层角位移、震波等方法实现远程监控工作面底板稳定性的理论、方法，介绍了相关仪器性能特点。特别是通过弹塑性力学、断裂力学和数值模拟分析，并结合埠村煤矿突水事例研究，得出了岩层角位移临界值。《工作面底板突水的理论研究与远程监控》洋细介绍了在埠村煤矿9113、9115工作面建立的角位移、并行电法、声发射联合的远程实时监控系统及监测过程，总结了监控结果反映的工作面底板稳定性变化规律。
目录
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 课题的提出
1.1.3 课题研究的意义
1.1.4 研究试验区情况区简介
1.2 研究现状
1.2.1 工作面底板突水的机理
1.2.2 工作面底板突水的数值模拟研究
1.2.3 工作面底板突水相关影响因素研究
1.2.4 工作面底板突水监测方法研究
1.3 本书研究思路及主要内容
1.4 本书出版的目的
2 条带开采工作面底板的力学解析
2.1 基本原理
2.1.1 半无限平面边界上受垂直集中力的作用
2.1.2 半无限平面边界上受分布载荷的作用
2.2 条带开采工作面底板应力计算
2.2.1 条带煤柱荷载计算
2.2.2 条带煤柱荷载强度计算
2.2.3 条带开采底板的应力解析
2.3 工作面底板不同位置应力分析
2.4 不同采留比的工作面底板应力分析
2.5 工作面底板在水压力作用下破裂导水的断裂力学分析
2.6 本章小结
3 工作面底板突水的数值模拟研究
3.1 大型有限元软件ANSYS简介
3.2 模型的建立及参数选择
3.2.1 模型建立
3.2.2 应力和边界条件
3.2.3 材料性质与格网划分
3.3 不同开采步骤的模拟结果
3.3.1 不同的开采步距模拟方案
3.3.2 应力变化情况
3.3.3 应变变化情况
3.4 工作面的采留比与底板突水的关系数值模拟
3.5 工作面底板裂隙带应力强度因子的数值方法计算
3.5.1 计算思路及模型建立
3.5.2 有限元计算过程及结果
3.5.3 结果分析
3.6 本章小结
4 工作面底板突水数理统计及ANN突水预测
4.1 工作面底板突水数理统计研究的意义
4.2 工作面底板突水的相关因素统计分析
4.2.1 资料收集情况
4.2.2 断层对底板突水的影响
4.2.3 工作面宽度对工作面底板突水的影响
4.2.4 地下水压力、隔水层厚度与工作面底板突水的关系
4.2.5 底板岩层组与工作面底板突水的关系
4.3 工作面突水的神经网络判别系统
4.3.1 ANN简介
4.3.2 神经网络的选择
4.3.3 网络设计
4.3.4 神经网络的训练与预测
4.3.5 应用界面的建立
4.3.6 应用实例
4.4 本章小结
5 工作面底板突水监控方法的基础研究
5.1 运用工作面底板岩层角位移监控工作面底板突水的相关理论
5.1.1 开采过程的工作面顶底板变化规律
5.1.2 角位移临界值作为岩层破坏突水的理论依据
5.1.3 工作面底板岩层角位移与其破坏导水关系的数值模拟分析
5.1.4 岩层角位移与其破坏导水关系的室内测试
5.1.5 岩层角位移与其破坏导水关系的实例
5.2 工作面底板突水的网络并行电法监测基本原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 分析原理
5.3 微震监测的基本原理
5.4 多种方法的综合运用
5.5 本章小结
6 监测仪器设备
6.1 网络并行电法系统
6.1.1 网络并行电法技术概述
6.1.2 网络并行电法监测系统
6.2 角位移监测系统
6.2.1 角位移检测原理
6.2.2 HZI—J101S系列多点角位移监测系统
6.3 微震监测系统
6.3.1 微震监测原理
6.3.2 微震监测系统
6.4 本章小结
7 工作面底板突水监控实践
7.1 概述
7.1.1 矿区概况
7.1.2 观测工区地质及水文地质特征
7.1.3 研究目的与任务
7.2 监测系统设计与施工
7.2.1 监测系统设计
7.2.2 安装监测系统
7.2.3 选用的仪器设备
7.3 数据采集与处理
7.3.1 数据采集
7.3.2 数据处理
7.4 分析与解释
7.4.1 埠村煤矿9113工作面底板破坏变形综台观测成果分析与解释
7.4.2 埠村煤矿9115工作面底板破坏变形综合观测成果分析与解释
7.4.3 埠村煤矿9115工作面开采对9113工作面破坏的叠加效果分析
7.5 本章小结
8 主要结论及应用展望
8.1 主要结论
8.2 应用展望
8.2.1 监测方法应用展望
8.2.2 ANN突水预报方法应用展望
参考文献
