“三软”煤层开采沉陷规律及其应用

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;郭文兵，博士，教授，博士生导师，中国煤炭学会煤矿开采损害技术鉴定委员会委员，现任河南理工大学能源科学与工程学院副院长。1991年、1994年分别获采矿工程专业学士、硕士学位；2004年在中国矿业大学获大地测量学与测量工程专业博士学位；2005～2006年在美国West&nbsp;Virginia&nbsp;University采矿工程系访学。先后获得“河南省优秀青年科技专家”、“河南省杰出青年科学基金获得者”、“河南省优秀教师”等荣誉称号。主要从事岩层移动与“三下”采煤方面的科研与教学工作。主持国家自然科学基金项目、大型企业委托科研项目等60余项，获省部级科技进步奖6项；发表论文90余篇，其中被SCI、EI收录26篇，出版《煤矿开采损害与保护》等专（译）著、教材四部。 <br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;杨治国，中共党员，研究生学历，高级工程师。1986年7月毕业于焦作矿业学院煤田地质与勘探专业，厦门大学在读EMBA。长期从事煤矿安全生产与技术管理工作，历任煤矿技术员、副科长、科长、总工程师、副矿长、矿长等职；现任郑州煤炭工业（集团）有限责任公司总工程师。致力于煤矿灾害防治技术开发和地质保障技术研究，发表学术论文9篇，出版专著1部，主持完成的科研成果获得省部级科技进步奖3项，地厅级科技进步奖11项。获得“全国煤矿优秀矿长”、“河南省劳动模范”、“河南省安康企业家”等荣誉称号。 <br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;詹鸣，四川资阳人，中共党员，高级工程师。1982年毕业于中国矿业大学矿山测量专业，大学本科学历。历任副科长、科长、副部（处）长等，现任郑州煤炭工业（集团）有限责任公司地质测量部部长，长期从事煤矿地质测量技术和科研工作。发表学术论文6篇，主持完成的科研成果获得省部级科技进步奖3项，地厅级科技进步奖8项。&nbsp;

　　《“三软”煤层开采沉陷规律及其应用》针对郑州矿区“三软”煤层的地质采矿条件，研究了岩层与地表移动规律及其在“三下”采煤中的应用。《“三软”煤层开采沉陷规律及其应用》在分析、整理矿区地表移动观测资料的基础上，研究给出了郑州矿区“三软”煤层开采条件下岩层与地表移动规律及其参数；在此基础上，对“三软”煤层条件下村庄建筑物下条带开采技术、水库坝体下采煤及保护技术、路桥下采煤及保护技术、高压线铁塔下采煤及保护技术等特殊条件下采煤技术进行了研究。同时，《“三软”煤层开采沉陷规律及其应用》还建立了较为系统、规范的“三软”煤层地表移动参数和建（构）筑物下采煤技术体系，为我国“三软”煤层矿区建筑物保护煤柱留设、地表移动变形计算、采动影响评价以及“三下”采煤提供了科学依据。
　　《“三软”煤层开采沉陷规律及其应用》可供从事“三下”采煤、开采沉陷与保护研究的科研人员及煤矿企业的工程技术人员阅读参考，也可作为采矿工程、测绘工程、安全工程等专业的本科生、研究生的教学参考书。

前言
第1章 概论
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及存在问题
1.2.1 “三软”煤层开采研究现状
1.2.2 岩层与地表移动国内外研究现状
1.2.3 沉陷区建筑物保护技术研究现状
1.3 研究内容
1.4 研究方法和技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线

第2章 郑州矿区概况
2.1 概述
2.1.1 郑煤集团简介
2.1.2 郑州矿区简介
2.2 交通地理位置
2.3 矿区主要矿井生产概况
2.4 矿区地形情况
2.5 水文、气象条件
2.6 地质采矿条件
2.6.1 地层
2.6.2 构造
2.6.3 煤系、煤层

第3章 “三软”煤层岩层移动规律及参数研究
3.1 矿区主要观测站简介
3.2 地表移动角量参数的确定方法
3.2.1 基本概念
3.2.2 各类角量参数的确定方法
3.3 赵家寨煤矿地表移动角量参数
3.3.1 11206首采面观测站简介
3.3.2 地表移动盆地特征分析
3.3.3 地表移动角值参数求取
3.4 大平矿地表移动角量参数
3.4.1 13091工作面观测站简介
3.4.2 地表移动盆地特征分析
3.4.3 地表移动角值参数求取
3.5 米村矿地表移动角量参数
3.5.1 260061观测站地表移动特征及角量参数
3.5.2 1302观测站地表移动特征及角量参数
3.6 超化矿地表移动角量参数
3.6.1 11051工作面观测站简介
3.6.2 观测结果
3.6.3 地表移动主要参数
3.7 主要煤矿岩层与地表移动角量参数汇总
3.8 郑州矿区岩层与地表移动角量参数的确定

第4章 “三软”煤层概率积分法预计参数研究
4.1 基于MATLAB概率积分法预计参数求取方法
4.1.1 现有求参数方法分析
4.1.2 曲线拟合法基本原理
4.1.3 主断面上地表移动变形预计公式
4.1.4 MATLAB在开采沉陷中的应用
4.2 赵家寨煤矿预计参数研究
4.2.1 利用特征点及经验公式求取预计参数
4.2.2 基于MATLAB的曲线拟合法求取参数
4.2.3 地表沉陷的概率积分法预计分析
4.3 米村煤矿预计参数研究
4.3.1 260061观测站曲线拟合
4.3.2 1302观测站曲线拟合
4.4 超化煤矿预计参数研究
4.5 大平煤矿预计参数研究
4.6 金龙煤矿预计参数研究
4.7 裴沟煤矿预计参数研究
4.8 主要煤矿概率积分法预计参数汇总
4.9 概率积分法预计参数的特性分析
4.9.1 下沉系数特性分析
4.9.2 主要影响角正切特性分析
4.9.3 拐点偏移距特性分析
4.9.4 开采影响传播角特性分析
4.10 小结

第5章 村庄建筑物下“三软”煤层条带开采技术研究
5.1 条带开采的非线性理论模型研究
5.1.1 突变理论的数学模型
5.1.2 走向条带煤柱破坏失稳的尖点突变模型
5.1.3 倾向条带煤柱破坏失稳的尖点突变模型
5.2 条带开采的地表移动参数研究
5.2.1 条带开采地表移动参数分析
5.2.2 结果分析
5.3 大采宽条带开采的预计方法研究
5.3.1 条带开采预计方法及其参数
5.3.2 地表移动和变形预计分析
5.4 建筑物下条带开采应用实例
5.4.1 大平矿走向条带开采
5.4.2 张沟矿建筑物下条带开采应用
5.4.3 裴沟矿条带开采实例
5.5 建筑物采动影响评价
5.5.1 开采影响下建筑物损坏程度的人工神经网络预测模型
5.5.2 采动影响下建筑物损害程度的模糊聚类分析
5.5.3 建筑物保护技术
5.6 小结

第6章 “三软”煤层水体下采煤及保护技术研究
6.1 国内外研究现状及分析
6.1.1 国外研究现状
6.1.2 国内研究现状
6.2 米村矿水库坝体下协调开采技术研究
6.2.1 水库坝体下协调开采技术
6.2.2 地质采矿条件及工作面布置
6.2.3 水库坝体下放顶煤开采的安全性研究
6.2.4 采后地表移动和变形计算
6.2.5 采动影响下堤坝稳定性数值模拟研究
6.2.6 放顶煤协调开采坝体采动影响程度分析
6.2.7 土石坝坝体灌浆加固技术研究及应用
6.3 芦沟煤矿水库下采煤技术研究
6.3.1 研究区概况
6.3.2 五星水库水体下采煤的安全性分析
6.3.3 地表沉陷预计和采动影响分析
6.3.4 水库下采煤的观测及安全技术措施
6.4 裴沟煤矿水库下采煤技术研究
6.4.1 研究区概况
6.4.2 魔洞王水库、坝体现状及其压煤情况
6.4.3 魔洞王水库下采煤安全性分析
6.5 东坪煤矿水库下采煤技术研究
6.5.1 研究区概况
6.5.2 券门水库及压煤情况
6.5.3 试采工作面设计
6.5.4 券门水库下试采安全性分析
6.5.5 试采工作面地表移动变形预计结果
6.6 小结

第7章 “三软”煤层路桥下采煤技术及保护措施研究
7.1 概述
7.2 大平矿公跨铁路立交桥下采煤技术研究
7.2.1 桥梁概况
7.2.2 工作面基本情况
7.2.3 公跨铁路立交桥附近地表移动变形预计
7.2.4 覆岩离层注浆减沉方案设计
7.2.5 桥梁加固维护技术
7.3 超化矿铁路下放顶煤开采技术研究
7.3.1 研究区概况
7.3.2 预计结果
7.3.3 铁路及桥涵加固维修方案及实施
7.4 小结

第8章 高压线铁塔下采煤技术及应用研究
8.1 国内外研究现状及分析
8.2 地表移动变形对高压线铁塔影响分析
8.2.1 地表下沉的影响
8.2.2 地表倾斜的影响
8.2.3 地表曲率的影响
8.2.4 地表水平移动的影响
8.2.5 地表水平变形的影响
8.2.6 高压输电线路的运行标准
8.3 采动区高压线铁塔与地基、基础协同作用力学模型
8.3.1 协同作用力学模型的建立
8.3.2 协同作用微分方程求解
8.3.3 高压线铁塔桁架结构变形及附加应力
8.3.4 计算实例
8.4 金龙煤业公司高压线铁塔下采煤技术研究及应用
8.4.1 研究区概况
8.4.2 铁塔概况和压煤量
8.4.3 采后地表移动和变形计算
8.4.4 高压线铁塔变形及安全性分析
8.4.5 采动影响下高压线铁塔基础倾覆稳定性计算
8.4.6 高压线铁塔下采煤保护技术措施
8.4.7 现场观测结果分析
8.5 张沟矿高压线铁塔下采煤技术研究
8.5.1 采区概况
8.5.2 高压线铁塔及其压煤情况
8.5.3 采区工作面开采方案布置优化
8.5.4 条带开采方案设计研究
8.5.5 条带开采后地表移动变形预计
8.5.6 高压线铁塔观测站的设置
8.6 地表变形对高压线铁塔影响数值模拟研究
8.6.1 倾斜变形对高压线铁塔影响数值模拟研究
8.6.2 水平变形对高压线铁塔影响数值模拟研究
8.7 高压线铁塔的防护和维修措施
8.7.1 地表沉陷控制措施
8.7.2 高压线铁塔的维修和防护措施
8.8 小结

第9章 郑州矿区“三下”压煤开采技术标准
9.1 术语和定义
9.2 郑州矿区地表移动角量参数
9.2.1 地表移动角量参数
9.2.2 概率积分法预计参数
9.3 建筑物下压煤开采技术标准
9.4 水体下压煤开采技术标准
9.5 线性构筑物下压煤开采技术标准
主要参考文献