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厚煤层综采覆岩破断及裂隙演化机理三维大型物理模拟研究

摘要第4-6页
ABSTRACT第6-7页
主要符号表第12-14页
1 绪论第14-24页
    1.1 研究背景及意义第14-15页
    1.2 国内外研究现状第15-21页
        1.2.1 岩体损伤特性及损伤演化特征研究现状第15-16页
        1.2.2 三维物理相似模拟实验研究现状第16-18页
        1.2.3 采场覆岩活动及裂隙演化机理研究现状第18-20页
        1.2.4 存在的问题第20-21页
    1.3 研究内容第21-22页
    1.4 研究方法和技术路线第22-24页
2 基于声发射参数的相似材料损伤特性及时空演化特征第24-49页
    2.1 相似材料压缩破坏过程损伤演化模型第24-25页
    2.2 相似材料损伤特性及损伤时空演化特征第25-34页
        2.2.1 相似材料压缩破坏声发射实验设计第25-27页
        2.2.2 相似材料损伤破坏及AE事件活动特征第27-28页
        2.2.3 相似材料压缩破坏损伤特性第28-30页
        2.2.4 相似材料损伤时空演化特征第30-34页
    2.3 裂隙参数对相似材料损伤演化的影响规律第34-48页
        2.3.1 含裂隙相似材料压缩破坏声发射实验设计第34-35页
        2.3.2 裂隙尺度参数对相似材料损伤的影响规律第35-42页
        2.3.3 裂隙形态参数对相似材料损伤的影响规律第42-48页
    2.4 本章小结第48-49页
3 三维大型物理模拟采场覆岩裂隙动态监测辨识方法第49-61页
    3.1 相似材料损伤(破坏)声发射(微震)机制第49-53页
        3.1.1 相似材料损伤(破坏)机制第49-51页
        3.1.2 相似材料声发射(微震)产生机制第51-53页
    3.2 三维大型相似材料模型损伤(破坏)监测系统构建第53-57页
        3.2.1 高频微震监测系统第54-55页
        3.2.2 高清钻孔窥视系统第55-57页
    3.3 三维物理相似模拟采动裂隙微震监测辨识机制第57-60页
        3.3.1 监测辨识原理第57-59页
        3.3.2 监测辨识特点第59-60页
    3.4 本章小结第60-61页
4 厚煤层综采覆岩活动及裂隙演化三维大型物理模拟第61-93页
    4.1 三维大型物理相似模型参数确定第61-64页
        4.1.1 实验原型地质条件第61-62页
        4.1.2 实验模型相似常数第62-63页
        4.1.3 实验模型相似材料配比第63-64页
    4.2 高频微震监测及高清钻孔窥视设计第64-67页
        4.2.1 高频微震传感器布置方案第64-66页
        4.2.2 高清窥视钻孔布置方案第66-67页
    4.3 实验模型制作及实验方案第67-71页
        4.3.1 高频微震传感器布置方法第68-69页
        4.3.2 高频微震监测系统参数确定第69-71页
    4.4 厚煤层综采覆岩空间微震监测分析第71-84页
        4.4.1 微震事件动态分布特征第71-76页
        4.4.2 微震事件数及其能量变化特征第76-80页
        4.4.3 微震振铃计数及撞击能量变化特征第80-84页
    4.5 厚煤层综采覆岩裂隙钻孔窥视分析第84-90页
    4.6 厚煤层综采覆岩活动及裂隙演化规律第90-92页
    4.7 本章小结第92-93页
5 厚煤层综采覆岩活动及卸压范围分布三维数值分析第93-111页
    5.1 数值模型建立及模拟方案第93-95页
        5.1.1 数值计算模型第93-94页
        5.1.2 数值模拟方案第94-95页
    5.2 厚煤层综采覆岩破坏分布及演化特征第95-99页
    5.3 厚煤层综采覆岩应力分布及变化特征第99-104页
        5.3.1 采动覆岩应力分布特征第99-101页
        5.3.2 沿走向应力变化特征第101-103页
        5.3.3 沿倾向应力变化特征第103-104页
    5.4 厚煤层综采覆岩位移分布及变化特征第104-109页
        5.4.1 采动覆岩位移分布特征第104-107页
        5.4.2 沿走向位移变化特征第107-108页
        5.4.3 沿倾向位移变化特征第108-109页
    5.5 本章小结第109-111页
6 厚煤层综采覆岩失稳破断及裂隙分布演化机理第111-127页
    6.1 厚煤层综采节理裂隙覆岩失稳破坏机制第111-114页
        6.1.1 张拉破坏力学过程及条件第112-113页
        6.1.2 剪切破坏力学过程及条件第113-114页
    6.2 厚煤层综采覆岩破断及裂隙分布特征第114-121页
        6.2.1 基本顶(关键层)破断特征分析第115-118页
        6.2.2 覆岩采动裂隙带发育高度分析第118-121页
    6.3 采动岩体裂隙参数与微震参数耦合模型第121-125页
        6.3.1 岩体裂隙形成扩展能量释放率分析第122-124页
        6.3.2 裂隙密度与微震能量定量表征关系第124-125页
    6.4 本章小结第125-127页
7 厚煤层综采覆岩破断及裂隙演化微震监测工程验证第127-138页
    7.1 微震监测布置及监测方案第127-129页
        7.1.1 微震监测系统布置第127-128页
        7.1.2 微震监测实施方案第128-129页
    7.2 微震监测结果及其对比分析验证第129-134页
        7.2.1 微震事件空间动态分布特征第129-131页
        7.2.2 覆岩破断及裂隙演化特征对比第131-133页
        7.2.3 覆岩破断及裂隙演化机理验证第133-134页
    7.3 卸压瓦斯抽采布置及效果分析第134-137页
        7.3.1 高位钻孔布置及抽采效果第134-136页
        7.3.2 走向高抽巷布置及抽采效果第136-137页
        7.3.3 工作面瓦斯防治效果第137页
    7.4 本章小结第137-138页
8 结论第138-141页
    8.1 结论第138-140页
    8.2 创新点第140页
    8.3 展望第140-141页
致谢第141-142页
参考文献第142-155页
附录第155-156页

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