| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-10页 |
| 1 绪论 | 第10-32页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-13页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第10-12页 |
| 1.1.2 研究目的及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 保护层开采国内外研究现状 | 第13-29页 |
| 1.2.1 保护层开采围岩变形破坏规律的研究 | 第14-19页 |
| 1.2.2 保护层开采保护效果变化规律研究 | 第19-24页 |
| 1.2.3 保护层开采对被保护层内其它工艺的影响研究 | 第24-27页 |
| 1.2.4 卸压作用下煤巷掘进瓦斯涌出量计算研究 | 第27-29页 |
| 1.3 本文主要研究内容、技术路线 | 第29-32页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第29-30页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第30-32页 |
| 2 基于响应面模型的上保护层开采赋存条件的敏感度研究 | 第32-54页 |
| 2.1 敏感度分析及响应面法计算理论 | 第32-38页 |
| 2.1.1 敏感度分析 | 第32-33页 |
| 2.1.2 基于响应面的敏感度分析 | 第33页 |
| 2.1.3 响应面功能函数 | 第33-35页 |
| 2.1.4 响应面实验设计 | 第35-38页 |
| 2.2 数值模拟实验方案设计 | 第38-41页 |
| 2.2.1 响应面法实验方案设计输入参数的确定 | 第38页 |
| 2.2.2 响应面模型设计方案的确定 | 第38-40页 |
| 2.2.3 基于膨胀变形量的保护效果敏感性考察指标的确定 | 第40页 |
| 2.2.4 响应面功能函数的确定 | 第40-41页 |
| 2.3 上保护层开采有限元模型的建立 | 第41-43页 |
| 2.3.1 有限元数值计算几何模型 | 第42页 |
| 2.3.2 数值计算模型载荷及边界条件 | 第42-43页 |
| 2.3.3 数值计算模型材料参数 | 第43页 |
| 2.4 数值计算结果处理与分析 | 第43-53页 |
| 2.4.1 数值计算结果处理 | 第43-50页 |
| 2.4.2 响应面功能函数回归效果检验 | 第50页 |
| 2.4.3 保护效果指标的敏感度分析 | 第50-53页 |
| 2.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 3 煤层群上保护层开采不同层间距保护效果变化规律的物理相似模拟研究 | 第54-84页 |
| 3.1 物理相似模拟材料研究 | 第55-61页 |
| 3.1.1 物理相似模拟理论 | 第55-56页 |
| 3.1.2 物理相似模拟材料物理力学性质研究 | 第56-59页 |
| 3.1.3 模型实验相似材料的确定 | 第59-61页 |
| 3.2 相似模型层间距的确定与模型的制作 | 第61-62页 |
| 3.2.1 保护层开采层间距的确定 | 第61页 |
| 3.2.2 相似模型的铺设 | 第61-62页 |
| 3.3 试验过程及测试方案 | 第62-67页 |
| 3.3.1 试验步骤 | 第62-63页 |
| 3.3.2 基于埋设压力盒的被保护层应力变化测试 | 第63页 |
| 3.3.3 基于数字散斑法的模型变形测试 | 第63-67页 |
| 3.4 实验结果及分析 | 第67-82页 |
| 3.4.1 上保护层开采煤岩层变形破坏特征 | 第67-72页 |
| 3.4.2 基于数字散斑的“三带”高度的确定 | 第72-73页 |
| 3.4.3 不同层间距被保护层卸压规律 | 第73-76页 |
| 3.4.4 不同层间距保护角、保护范围变化规律 | 第76-79页 |
| 3.4.5 急倾斜上保护层开采物理相似模拟实验 | 第79-82页 |
| 3.4.6 基于响应面模型的上保护层开采赋存条件的敏感性研究验证 | 第82页 |
| 3.5 本章小结 | 第82-84页 |
| 4 煤巷掘进瓦斯涌出量与被保护层残余瓦斯压力关系研究 | 第84-106页 |
| 4.1 工程背景 | 第84-85页 |
| 4.1.1 保护层开采工程背景 | 第84页 |
| 4.1.2 被保护层内煤巷掘进空间位置 | 第84-85页 |
| 4.2 研究区域瓦斯压力 | 第85-88页 |
| 4.2.1 研究区域原始瓦斯赋存条件 | 第85页 |
| 4.2.2 被保护层瓦斯压力测孔布置方案 | 第85-86页 |
| 4.2.3 被保护层瓦斯残余压力分布规律 | 第86-88页 |
| 4.3 煤巷掘进瓦斯涌出数学模型 | 第88-91页 |
| 4.3.1 基本假设 | 第88-89页 |
| 4.3.2 煤层瓦斯流动固气耦合计算模型 | 第89-90页 |
| 4.3.3 煤巷掘进煤壁瓦斯涌出量计算模型 | 第90-91页 |
| 4.4 煤巷断面瓦斯涌出数值计算条件 | 第91-93页 |
| 4.4.1 计算的几何模型 | 第91-92页 |
| 4.4.2 模型初始条件和边界条件 | 第92页 |
| 4.4.3 数值计算参数 | 第92-93页 |
| 4.5 煤巷瓦斯涌出计算结果与分析 | 第93-100页 |
| 4.5.1 巷道掘进引起断面瓦斯渗流参数变化 | 第93-96页 |
| 4.5.2 巷道掘进速度对煤壁瓦斯涌出量的影响 | 第96-98页 |
| 4.5.3 掘进循环对巷道两侧煤壁瓦斯涌出总量的影响 | 第98-100页 |
| 4.6 基于煤巷掘进瓦斯涌出量的保护层开采残余瓦斯压力的确定 | 第100-103页 |
| 4.6.1 煤层瓦斯压力对煤巷掘进瓦斯涌出的影响 | 第100-102页 |
| 4.6.2 基于煤巷掘进瓦斯涌出的煤层瓦斯压力临界面 | 第102-103页 |
| 4.7 本章小结 | 第103-106页 |
| 5 上保护层开采现场实验研究 | 第106-112页 |
| 5.1 现场考察内容 | 第106页 |
| 5.2 东林煤矿上保护层开采的现场试验 | 第106-110页 |
| 5.2.1 保护层开采工程概况 | 第106-107页 |
| 5.2.2 现场测试方案 | 第107-109页 |
| 5.2.3 现场测试结果及分析 | 第109-110页 |
| 5.3 上保护层开采保护范围划定方法分析 | 第110-111页 |
| 5.4 本章小结 | 第111-112页 |
| 6 结论与展望 | 第112-116页 |
| 6.1 主要研究成果及结论 | 第112-113页 |
| 6.2 主要创新点 | 第113-114页 |
| 6.3 后续研究工作及展望 | 第114-116页 |
| 致谢 | 第116-118页 |
| 参考文献 | 第118-128页 |
| 附录 | 第128页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第128页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第128页 |
