| 摘要 | 第4-7页 |
| abstract | 第7-11页 |
| 1 引言 | 第17-31页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第18-27页 |
| 1.2.1 裂隙煤体重构方法研究现状 | 第18-21页 |
| 1.2.2 煤岩本构关系究现状 | 第21-22页 |
| 1.2.3 顶煤破坏机理研究现状 | 第22-24页 |
| 1.2.4 煤岩破坏程度指标研究现状 | 第24-25页 |
| 1.2.5 顶煤冒放性指标研究现状 | 第25-27页 |
| 1.3 需要研究的问题 | 第27-28页 |
| 1.4 研究思路和研究方法 | 第28-31页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第28页 |
| 1.4.2 研究方法 | 第28-29页 |
| 1.4.3 技术路线 | 第29-31页 |
| 2 裂隙煤体力学行为特性及本构模型构建 | 第31-75页 |
| 2.1 裂隙煤体力学特征 | 第31-43页 |
| 2.1.1 型煤试件的制备 | 第31-32页 |
| 2.1.2 实验方法及设备 | 第32页 |
| 2.1.3 应力-应变曲线响应特征 | 第32-36页 |
| 2.1.4 强度特征 | 第36-39页 |
| 2.1.5 裂隙煤样宏观破坏模式 | 第39-41页 |
| 2.1.6 裂隙煤体各向异性力学特征 | 第41-43页 |
| 2.2 不同应力路径条件下煤体破坏特征 | 第43-49页 |
| 2.2.1 试件准备 | 第43-44页 |
| 2.2.2 试验方案和设备 | 第44-45页 |
| 2.2.3 应力-应变曲线特征分析 | 第45-47页 |
| 2.2.4 声发射特征 | 第47-48页 |
| 2.2.5 宏观破坏特征分析 | 第48-49页 |
| 2.3 煤体宏-细观本构模型 | 第49-69页 |
| 2.3.1 宏观本构模型 | 第49-56页 |
| 2.3.2 声发射（细观）模型 | 第56-61页 |
| 2.3.3 非均质性模型的实现 | 第61-62页 |
| 2.3.4 模型验证 | 第62-65页 |
| 2.3.5 煤体宏细-观力学行为模拟 | 第65-69页 |
| 2.4 裂隙煤体各向异性损伤模型 | 第69-72页 |
| 2.4.1 裂隙产状对弹性模量的影响 | 第69页 |
| 2.4.2 裂隙产状对内聚力的影响 | 第69-70页 |
| 2.4.3 模型验证 | 第70-72页 |
| 2.5 本章小结 | 第72-75页 |
| 3 综放开采顶煤破坏机理 | 第75-99页 |
| 3.0 顶煤破坏的小-大变形阶段 | 第75-76页 |
| 3.1 小变形阶段顶煤损伤过程 | 第76-80页 |
| 3.1.1 顶煤应力路径 | 第76-78页 |
| 3.1.2 顶煤破坏危险性系数 | 第78页 |
| 3.1.3 顶煤损伤过程分析 | 第78-80页 |
| 3.2 煤壁前方顶煤损伤影响因素 | 第80-84页 |
| 3.2.1 应力路径 | 第80-83页 |
| 3.2.2 顶煤损伤范围 | 第83-84页 |
| 3.3 大变形阶段顶煤破坏机理 | 第84-89页 |
| 3.3.1 应力路径确定方法 | 第84-86页 |
| 3.3.2 顶煤破坏过程分析 | 第86-89页 |
| 3.4 控顶区顶煤破坏危险性影响因素 | 第89-97页 |
| 3.5 顶煤破坏机理总结 | 第97-98页 |
| 3.6 本章小结 | 第98-99页 |
| 4 顶煤冒放性指标的构建与验证 | 第99-123页 |
| 4.1 顶煤冒放性评价指标的选取 | 第99-101页 |
| 4.2 顶煤累积塑性应变 | 第101-106页 |
| 4.2.1 顶煤累积塑性应变的确定 | 第101-104页 |
| 4.2.2 冒放性指标有效性检验 | 第104-106页 |
| 4.3 冒放性指标的应力路径效应 | 第106-113页 |
| 4.3.1 数值模型及材料参数 | 第106-107页 |
| 4.3.2 顶煤主应力分布特征 | 第107-110页 |
| 4.3.3 冒放性指标的应力路径效应分析 | 第110-113页 |
| 4.4 煤体超声波速预测模型 | 第113-121页 |
| 4.4.1 超声波速模型的确定 | 第114-120页 |
| 4.4.2 超声波速模型的验证 | 第120-121页 |
| 4.5 本章小结 | 第121-123页 |
| 5 综放开采顶煤破坏主导因素分析 | 第123-161页 |
| 5.1 煤层裂隙分布特征的现场监测 | 第123-126页 |
| 5.1.1 监测方法 | 第123页 |
| 5.1.2 监测结果分析 | 第123-126页 |
| 5.2 顶煤破坏过程的数值模拟 | 第126-135页 |
| 5.2.1 数值模型的建立 | 第126-127页 |
| 5.2.2 煤体本构模型修正 | 第127-128页 |
| 5.2.3 煤岩物理力学参数 | 第128-129页 |
| 5.2.4 模拟方案设计 | 第129-132页 |
| 5.2.5 顶煤强度特征的变化 | 第132-133页 |
| 5.2.6 顶煤塑性区、累积塑性应变、超声波速分布特征 | 第133-135页 |
| 5.3 顶煤破坏的主导因素分析 | 第135-160页 |
| 5.3.1 初始地应力 | 第135-138页 |
| 5.3.2 割煤高度 | 第138-140页 |
| 5.3.3 顶煤厚度 | 第140-141页 |
| 5.3.4 煤体材料参数 | 第141-148页 |
| 5.3.5 裂隙产状 | 第148-158页 |
| 5.3.6 工作面推进方向 | 第158-159页 |
| 5.3.7 支架循环阻力 | 第159-160页 |
| 5.4 本章小结 | 第160-161页 |
| 6 顶煤冒放性控制原理及块度预测方法 | 第161-179页 |
| 6.1 顶煤冒放性控制原理 | 第161-165页 |
| 6.1.1 局部约束解除法理论依据 | 第161-162页 |
| 6.1.2 局部约束解除法实验验证 | 第162-165页 |
| 6.2 钻孔布置确定方法 | 第165-166页 |
| 6.3 钻孔布置对顶煤冒放性影响分析 | 第166-170页 |
| 6.3.1 模拟方案 | 第166-168页 |
| 6.3.2 钻孔间距对顶煤冒放性的影响 | 第168-169页 |
| 6.3.3 钻孔长度对顶煤冒放性的影响 | 第169-170页 |
| 6.4 顶煤冒落块度及回收率预测方法 | 第170-178页 |
| 6.5 本章小结 | 第178-179页 |
| 7 现场工程验证与应用 | 第179-197页 |
| 7.1 新柳煤矿241103综放面 | 第179-186页 |
| 7.1.1 工程概况 | 第179页 |
| 7.1.2 岩石力学参数及超声波速测试 | 第179-182页 |
| 7.1.3 顶煤应力路径及冒放性指标的确定 | 第182-184页 |
| 7.1.4 预测结果同现场实测结果的对比验证 | 第184-186页 |
| 7.2 东周窑煤矿8301综放面 | 第186-196页 |
| 7.2.1 工程概况 | 第186页 |
| 7.2.2 岩石力学参数及超声波速测试 | 第186-189页 |
| 7.2.3 初始地应力的现场测量 | 第189-191页 |
| 7.2.4 数值模型的建立及验证 | 第191-193页 |
| 7.2.5 顶煤冒放性指标的确定 | 第193-196页 |
| 7.3 本章小结 | 第196-197页 |
| 8 结论与展望 | 第197-203页 |
| 8.1 主要结论 | 第197-200页 |
| 8.2 主要创新点 | 第200-201页 |
| 8.3 展望 | 第201-203页 |
| 参考文献 | 第203-213页 |
| 致谢 | 第213-215页 |
| 作者简介 | 第215-217页 |