一、地表沉陷变形的非线性研究（论文文献综述）
刘建东[1]（2020）在《高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制》文中研究说明我国青藏高原地区矿产资源开发对于缓解国家部分能源和资源供应危机具有重要战略意义。其区域构造和高海拔特点决定了矿产资源开采面临着高构造应力扰动和脆弱生态保护问题。充填开采可减小地表沉陷,保护地表生态,是高海拔矿区地下采矿方法的首选。充填开采覆岩以完整的弯曲带结构形式存在,使得水平构造应力对覆岩移动的影响不容忽视。本文围绕高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降问题,采用人工智能、现场测试、理论分析、室内试验以及数值模拟相结合的方法,研究了高构造应力环境缓倾斜厚大矿体充填开采顶板与充填体相互作用机理和变形规律以及沉降控制对策,主要工作及研究成果如下:（1）提出了基于PSO-ERF算法的矿区三维地应力反演方法。将机器学习的随机森林（RF）算法和高效寻优的粒子群（PSO）算法相结合,提出了基于粒子群寻优改进随机森林模型（ERF）的地应力实测值-地应力场模型边界参数反演算法（PSO-ERF）,确定其算法流程和实现步骤,基于该算法提出了矿区三维地应力场反演方法。将该方法应用于甲玛矿区地应力场反演,其结果与实测值之间具有较好的一致性。（2）建立了构应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采顶板沉降力学模型。分析了水平构造应力对覆岩移动和变形的影响机理,得出水平构造应力有利于减小顶板沉降的结论。将充填体视为弹性地基、顶板岩层视为深梁,采用弹性地基上的简支深梁模型表述坚硬厚大顶板下缓倾斜（水平）厚大矿体充填开采的覆岩移动问题,利用弹性地基梁理论和弹性力学分析方法,推导了构造应力作用下充填开采顶板应力应变的解析解;通过理论计算,分析了充填体地基系数、水平应力侧压系数、开采深度、采充长度等因素对顶板沉降的影响,明确了充填体与顶板的相互作用关系,揭示了大面积开采充填体强度与顶板沉降控制的相互影响机理。（4）揭示了构造应力作用下缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动规律。采用数值模拟方法研究了不同侧压系数和充填体强度下顶板沉降和盘区矿柱支承压力变化规律,分析了水平构造应力有利于减小顶板沉降的应力拱效应,揭示了水平构造应力具有将顶板垂直应力部分转移至矿体两端围岩中的作用机理,侧压系数越大,应力转移效果越显着。（5）提出了构造应力作用下考虑地表沉降控制的缓倾斜厚大矿体充填开采充填体强度设计方法。建立充填体地基系数与弹性模量之间的关系,依据地表沉降与充填体地基系数的关系,提出基于地表沉陷控制等级的缓倾斜厚大矿体两步骤嗣后充填开采充填体强度设计与配比参数反演方法。论文研究成果对于高构造应力矿区缓倾斜厚大矿体充填开采覆岩移动和地表沉降控制具有重要指导意义,相关成果也可应用于同类矿体条件的自重应力型矿山充填开采领域。论文有图87幅,表18个,参考文献180篇。
夏元平[2]（2020）在《基于InSAR/GIS的矿区地下非法开采监测关键技术研究》文中进行了进一步梳理我国的矿产资源属于国家所有。国家根据战略发展的需要,给有关单位或个人发放矿产资源开采许可证,通过进行合理有序的开采,更好地服务国家的经济发展。近年来,由于受到经济的利益驱动,部分非法开采分子在未取得矿产资源开采许可证的情况下,私自盗采国家的矿产资源,且开采手段又极具破坏性。有关部门为制止此类行为,采取了多种防范措施。但由于现有的非法采矿监督大多采用“逐级统计上报、群众举报、现场巡查”的“地毯式”方法进行,周期长、时效性差、人为因素影响大、准确度低,以致一些非法采矿监管困难,尽管采取了防范措施,但屡禁不止,影响矿山正常开采秩序,形成安全事故隐患并严重破坏了生态环境。因此,为了实现在人无需进入井下或井下实测空间的条件下确定地下开采区域,进而进行非法采矿识别成为可能,本文在总结地下非法采矿类型和识别途径的基础上,从解决“地表形变信息的获取、地表形变信息与地下开采位置的关联、合法与非法开采的甄别”三个关键技术问题入手,综合运用空间对地观测技术、GIS、采矿工程等技术的理论成果,解决矿区范围内In SAR获取地表形变信息的问题,以煤炭地下开采引起的地表沉陷为研究对象,在揭示地表形变信息与地下开采面的关联机理的基础上,构建能融合数据多源、反映多层次时空变化过程中地质空间与分布特征的GIS时空数据模型,建立地下合法开采和非法开采的甄别模型,并集成In SAR和GIS技术来实现矿区地下非法采矿的快速高效监测。论文的研究内容和和取得的主要成果总结如下:（1）总结了当前利用In SAR技术进行矿区地表形变监测的研究发展现状,进一步梳理了SAR成像原理以及D-In SAR、PS-In SAR、SBAS-In SAR的基本原理和数据处理流程,分析了In SAR形变探测的主要误差来源,并从形变梯度、失相关等方面剖析了In SAR在矿区形变监测中的主要影响因素。同时,综述了当前国内外In SAR与GIS技术集成应用以及地下非法采矿监测研究现状。（2）提出了一种面向地下非法采矿识别的GIS时空数据模型。针对矿山地下开采诱发的地质现象和动态过程,结合地下非法采矿监测的实际需求,介绍了支持地质事件多因素驱动GIS时空数据模型的基本概念和框架结构,定义了各种地质对象及相关的地质事件。同时,通过对矿山开采沉陷时空变化过程进行模拟与描述,构建了支持地质时空过程动态表达的GIS数据模型,并对矿山开采沉陷各个类的详细结构和时空数据库表结构进行了描述,在此基础上,提出了集成In SAR与GIS技术进行地下非法采矿识别的方法,并搭建非法采矿识别平台体系结构,为不同类型非法采矿事件的识别和监测提供平台保障。（3）提出了一种基于D-In SAR开采沉陷特征的地下无证开采识别方法。针对引起地表较大量级形变的地下无证开采事件,构建了自动圈定地表开采沉陷区的算法模型,设计了一种“时序相邻式”的双轨D-In SAR监测方案。通过精化D-In SAR数据处理的流程、方法和相关参数,精准地获取了区域范围内的差分干涉图,再根据由地下开采引起地表沉陷区域独特的空间、几何、形变特征,构建了从分布范围较大的差分干涉图中快速、准确圈定地表开采沉陷区的算法模型,在此基础上,实现了从圈定的开采沉陷区中进行非法采矿事件的识别,并对识别结果进行了对比分析和实地验证。通过资料对比和实地调查验证了地下非法开采的识别结果与实际情况基本一致,具有较好的识别效果,且定位出的采矿点的位置较准确,与实际位置的差距一般都小于20m。（4）提出了一种融合PS-In SAR和光学遥感的地下无证开采识别方法。针对引起地表小量级形变且隐蔽在房屋下的无证开采事件,鉴于这些非法事件开采的都是浅层煤炭资源,且地面上的房屋在较长时间序列中能够保持较强且稳定的雷达散射特性,通过联合PS-In SAR技术和高分光学遥感,提取出地表建筑物（居民地）对应PS点集的沉陷信息,并对提取出的建筑物沉陷信息进行形变时空特征分析,提出了一种从覆盖范围较大的建筑物沉陷信息中快速、准确探测出疑似非法开采点的方法。以山西省阳泉市郊区山底村为研究对象,选用Quick Bird02和Worldview02高分辨率数据以及20景PALSAR影像数据来进行实验研究,探测出该村2006年12月29日至2011年1月9日间发生过的2个非法采煤点,并将探测出的非法采煤点与历史查处资料进行对比分析,发现局部区域的准确率达到40%,探测率达到66.67%,且在开采时间上也基本吻合。表明了该方法是可行的,具有一定的工程适用性和实际应用价值。（5）结合In SAR地表形变监测技术和开采沉陷预计方法,提出了一种面向越界开采识别的地下采空区位置反演方法。首先依据开采沉陷原理建立起地表沉陷和地下开采面的时空关系模型,然后利用In SAR技术精确获取地表形变信息,最后根据时空关系模型反演出地下倾斜煤层开采的具体位置参数。与其他同类方法相比,该方法由于不依赖复杂非线性模型,因此具有较高的工程应用价值。为了验证所提出方法的可靠性和适用性,使用FLAC3D软件进行了模拟实验和分析,选用峰峰矿区132610工作面和11景Radarsat-2影像数据进行实验研究,结果表明,反演出的采空区位置平均相对误差为6.35%,相比于同类基于复杂非线性模型的算法,平均相对误差缩小了1.75%,相比于忽略煤层倾角的算法,平均相对误差缩小了6.25%,本文提出的方法可为进一步甄别和发现深藏在地下的越界开采事件提供一种新的监测方式与途径。该论文有图94幅,表12个,参考文献220篇。
王斌[3]（2020）在《基于改进卡尔曼滤波的开采沉陷地表移动预测研究》文中研究表明煤炭开采会引起地表移动甚至地面坍塌,给生态环境和人类生产带来危害,因此在煤炭开采工程中进行地表移动规律研究具有一定的现实意义。所以在开采过程中,监测数据的真实有效性和对数据进一步预测分析是非常重要的。针对卡尔曼滤波在地表移动监测过程精度低和稳定性差等缺陷,对卡尔曼滤波进行改进并提出极大后验自适应扩展卡尔曼滤波。以山西岳城矿区Ⅲ1301工作面数据为基础数据进行开采沉陷预计研究。基于以上背景,本文的主要工作和成果如下:1.针对卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波在非线性系统中的不足,利用极大后验估计原理,提出极大后验自适应扩展卡尔曼滤波。通过极大后验和自适应性来简化扩展卡尔曼滤波的计算复杂度和扩展卡尔曼滤波依赖局部非线性的缺陷,提升了算法计算精准度,改善了滤波依赖局部非线性的缺陷。2.利用山西岳城矿区Ⅲ1301工作面地表移动监测站实测数据,对卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波和极大后验自适应扩展卡尔曼滤波与实测数据进行对比分析并选取最优滤波进行预测。从对比分析结果上可以看出极大后验自适应扩展卡尔曼滤波精准度为80%,扩展卡尔曼滤波精准度50%,标准卡尔曼滤波精准度30%。使用极大后验自适应扩展卡尔曼滤波进行实测数据预测,结果表明预测值与实际值大部分在10mm内,最大差值为25mm,滤波稳定性好,精准度高。3.针对开采过后发生的残余变形,本文结合残余变形预计理论对本矿开采后进行预测分析,验证极大后验自适应扩展卡尔曼滤波在残余变形中的可行性。结果表明,滤波预计的残余变形和地表移动变形期内的变化规律是一致的,满足在衰退期的下沉速度界限要求。且将预测效果与残余变形预计理论相对比发现,90%预计值与理论值相差在1mm范围内,表明极大后验自适应扩展卡尔曼滤波可以应用于该地区的残余变形预计分析中。
赵军仪[4]（2020）在《榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究》文中进行了进一步梳理煤矿开采引起的地表移动变形是一个复杂的动态过程,相邻工作面开采影响下地表移动规律更具有特殊性。多年来,受变形监测技术手段和现场条件所限,学术界对于相邻工作面开采条件下地表动态移动规律研究不足。为此,本文利用GNSS连续观测数据,结合计算机数值模拟及开采沉陷理论分析,研究相邻老采空区影响下综放工作面开采地表动态沉陷的基本规律。主要研究内容及结果如下:（1）分析了 GNSS连续监测系统应用于矿区地表动态移动变形监测的适用性。以榆神矿区金鸡滩矿106工作面地表布设的GNSS连续监测系统为依托,通过对该系统各监测点在稳定期间的监测数据统计分析可知:监测数据稳定可靠,能够满足煤矿开采沉陷监测的相关精度要求。（2）研究了相邻老采空区影响下综采工作面地表移动的非对称性及分形增长特征。通过对矿区GNSS时序监测数据分析,结合分形理论及数值模拟实验分析,研究表明:不同时间尺度下地表点的下沉及下沉速率变化具有一定的分形增长特征;近水平煤层相邻工作面倾向两侧地表移动变形分布具有明显的不对称性。临近老采空区一侧地表移动变形量明显大于未开采煤柱一侧对应变形量,地表最大下沉点偏向老采空区一侧一定距离。（3）分析了相邻工作面开采地表沉陷特征与工作面间煤柱宽度之间的量化关系。利用FLAC3D分别对单一工作面、相邻工作面开采分别进行模拟分析,结果表明:相邻工作面开采条件下地表最大下沉值偏距、拐点偏移距增量、主要影响范围增量等参数与煤柱宽度之间满足一定的量化关系,一定范围内可用对数函数来描述。（4）根据相邻工作面开采地表动态移动变形特征,基于分段Knothe时间函数和双曲线型剖面函数,构建了相邻工作面开采地表移动变形预计模型,包括地表动态沉陷预计模型、动态水平移动预计模型和稳定后的沉陷预计模型。结果表明:各函数模型能基本反映井下工作面推进过程中地表点的移动变形特征,适用于相邻工作面开采条件下的地表沉陷预计,具有一定的推广应用价值。
寇规规[5]（2020）在《不同倾角下采煤沉陷规律及灾变预警研究》文中研究说明煤炭资源开采引起地表沉陷灾害是制约矿区经济和生态环境可持续发展的瓶颈。不同倾角的煤层开采,采煤沉陷特征各不相同。本文以红石湾煤矿为地质原型,运用数值模拟实验、相似材料模拟实验、多元回归分析和理论分析等方法,研究不同倾角下采煤沉陷规律,在此基础上进行灾变预警。主要结论如下:（1）建立了不同倾角采煤沉陷模型,研究了关键层位置、断层倾向、节理和应力对采煤沉陷的影响。认为关键层位置距离地表越远,地表沉陷越剧烈;断层与挤压应力减轻了地表沉陷;节理与拉张应力加剧了地表沉陷。由缓倾斜到中倾斜再到急倾斜煤层,地表下沉和水平位移形态对称性越来越差,地表下沉最大值由釆空区法线方向与地表的交点处向下山方向偏移,导水裂隙带形态由马鞍形变为梯形。（2）建立了采煤沉陷灾变预警模型。采煤沉陷灾变是指采煤沉陷对生态环境的影响从可以接受到形成灾害的突变过程。工作面推进到一定距离时,开采扰动就会波及地表,使地表发生显着下沉。根据开采强度和允许地表最大下沉值的关系,建立了采煤沉陷I类灾变预警模型;当导水裂隙带发育高度超过导水裂隙带临界高度,破坏了区域重要含水层。根据开采强度和导水裂隙带发育高度的关系,建立了采煤沉陷II类灾变预警模型。（3）以红石湾煤矿010507工作面为例,验证了采煤沉陷灾变预警模型的可靠性。当工作面推进长度大于140m时,将发生采煤沉陷I类灾。当工作面推进到600m时,导水裂隙带最大高度为180m,此后工作面继续推进,而导水裂隙带高度基本不变。因煤层顶板至主要隔水关键层的距离远大于导水裂隙带最大高度,因此不会发生采煤沉陷II类灾变。
沈宇恒[6]（2020）在《黄土山区煤层群开采地表移动规律研究》文中指出黄土覆盖矿区是我国重要的煤炭生产地,国内黄土矿区开采沉陷地表移动研究相对较多,国外该区域地表移动研究较少。黄土矿区开采沉陷地表移动较为复杂,而煤层群开采地表破坏更为严重,沉陷规律异常复杂,严重制约着经济的可持续发展。因此,论文研究黄土山区煤层群开采地表移动,对保证黄土矿区高产高效有一定的现实意义。首先,论文从地形分析入手将黄土山区地形分为近水平、单向坡（正坡、负坡）、组合坡（凸面、凹面）几种典型的特征,利用数值软件构建不同地形的数值模型,得出不同地形条件下地表移动曲线,结合实测数据分析黄土山区地表移动特征。其次,运用灰色关联度分析法,对黄土山区地表移动主要影响因素进行分析,得到各主要影响因素对地表移动的敏感度大小。最后,收集黄土矿区多个不同的工作面实测资料,建立神经网络模型,对部分实测数据进行学习训练,并预测三道沟矿区地表移动,将预测值与实测值对比分析,得出预测值与实测值的平均相对误差为8.02%。论文取得以下成果:（1）借助数值软件模拟得出:单向坡上煤层开采,在坡顶斜坡坡面滑移的下沉量与开采沉陷量形成“叠加”,在坡底形成“抵消”,随着下煤层开采,地表“叠加”与“抵消”程度增大,沉陷盆地中心逐渐移向坡顶。在组合坡中,煤层群开采地表移动量相差很大,这说明在变坡点附近地表移动较为复杂。（2）通过灰色关联度分析与层次分析对煤层群开采地表移动主要影响因素综合评价,两种方法得到的评价结果是一致的。分析表明:黄土山区煤层群开采地表移动主要影响因素的敏感度从大到小依次为:开采宽度、地表坡向、采深、采高。（3）运用神经网络预测黄土山区煤层群开采地表移动,结果表明:对于复杂的非线性系统,神经网络的拟合能力有一定限度,并不能完全的拟合,网络期望输出值与实测值存在一定的误差,但大部分预测结果比较接近实测值,经分析得出预测结果与实测值的平均相对误差为8.02%,能够满足工程应用的需要。
王汉斌[7]（2020）在《急倾斜多煤层开采诱发覆岩及地表移动规律研究》文中指出急倾斜煤层的地下开采易诱发采空区上覆岩层与地表发生剧烈变形破坏。前人对急倾斜单煤层开采岩层与地表移动问题进行了深入研究,但是,针对急倾斜多层煤开采诱发岩移模式及机理研究仍不充分。因此,亟需研究急倾斜多煤层开采诱发覆岩及地表的变形等力学行为发展演变规律。据此,本文结合力学分析法、相似材料物理模型试验法以及离散元数值模拟法,深入研究了急倾斜多煤层开采诱发岩层移动模式及机理,取得如下成果:（1）通过相似材料物理模型试验与数值模拟分析,揭示了急倾斜多煤层开采诱发岩层移动规律。多层急倾斜煤层开采初期,岩体破坏以顶板的小范围垮落破坏为主;采空区顶板悬漏一定范围后,煤层顶板方向的岩体发生挤入采空区的滑移破坏。在上下岩体垂向压力和已经垮落稳定的破碎岩体的横向力作用下,采空区之间岩柱发生类似多米诺效应的二次复合垮塌。采空区上覆岩层的垮落在时间尺度上有一定的滞后性,此外,采空区覆岩中会出现狭窄空洞,空洞以非线性的运动轨迹在倾斜岩层中向上传播,空洞的尺寸一般在逐渐减小,形态由离层逐渐转变为裂缝。（2）提出了一种基于岩块位移变异系数的受扰动岩体分带准则。该准则基于离散元数值模拟结果,首先将急倾斜煤采空区受扰动岩体划分成若干个小区块,然后根据各个区块内岩块位移的变异系数变化特征确定三带界线及范围,最后建立了急倾斜多煤层采区上覆受扰动岩体的分带准则,实现了急倾斜煤采空区受扰动岩体的带区划分。（3）通过考虑冒落带岩体蠕变的离散元分析,揭示了急倾斜多煤层开采地表残余变形规律。多层急倾斜煤层采空区的地表残余沉降特征曲线一般呈“W”形态,地表塌陷坑边缘处的地表残余变形较大,而塌陷坑中心区域的地表残余变形较小;急倾斜多煤层采空区的活化呈周期性变化,致使地表残余沉降的下沉速度特征曲线通常呈“波浪”形态。
刘贵[8]（2020）在《宽条带全柱开采覆岩破坏机理及地表沉陷规律研究》文中研究说明宽条带全柱开采是在宽条带开采理论的基础上,结合全柱开采的特点,发展起来的一种解放“三下”压煤的重要措施,近年来得到了一定的应用。本文在宽条带全柱开采研究现状的基础上,结合力学分析、地表水平变形的理论分析、3DEC数值模拟、相似材料试验模拟及实测研究,对宽条带全柱开采的理论依据、实现原理及适用条件进行了深入研究,对宽条带全柱开采的各阶段的覆岩破坏特征进行了理论和模拟研究,并对煤柱工作面回采顺序的优化进行研究。以上研究对促进宽条带全柱开采理论、技术的应用和发展、更好的解放“三下”压煤、提高煤炭资源回收率等方面具有理论和实际意义。论文取得的主要研究成果包括以下方面:（1）研究了采动影响覆岩的空间分布及对应的地表下沉、水平变形的变化规律,采动影响的时间规律,以及采动附加应力随时间释放特点等岩层移动时空理论,在以上基础上,对宽条带全柱开采过程中不同阶段的水平变形特征进行分析,为宽条带全柱开采的实现奠定了理论基础。（2）分析了一定地质采矿条件下宽条带全柱开采的适用条件的主要影响因素,得出下沉和动态水平拉伸变形是两个关键因素,并推导出了近水平煤层和（缓）倾斜煤层宽条带全柱开采适用条件的关系表达式。（3）根据覆岩破坏特征,分析了煤柱工作面开采过程中顶板结构演化规律,建立了条带煤柱工作面回采前顶板结构力学模型,并推导出其初次破断距计算公式,在此基础上,提出宽条带全柱开采由于垮落岩块大小不均匀,地表下沉量小于工作面顺序开采的观点,通过实测数据、数值模拟结果分析进行了验证,结果相吻合。（4）根据3DEC数值模拟,分析了在（缓）倾斜煤层下,宽条带全柱开采上下开采边界覆岩的破坏形式,开采下边界的岩层旋转弯曲下沉明显,以剪切破坏为主,岩层裂缝角随着煤层倾角的增大而逐渐减小,且减小的幅度逐渐增大;开采上边界岩层以拉伸破坏为主,断裂角则随着煤层倾角的增大而逐渐增大。并得出断裂角随煤层倾角的变化关系表达式。（5）通过理论分析,在全柱开采阶段不能同时回采所有的煤柱工作面时,为了更好的控制阶段性的静态变形对受护体的影响,提出了煤柱工作面开采顺序优化准则,为宽条带全柱开采技术的推广应用提供了理论基础。（6）从实测及数值模拟、相似材料模拟试验结果可知,根据地表下沉量分析,在回采一个煤柱工作面后下沉系数依然较小,从侧边说明回采一个煤柱工作面后形成的阶段性的地表静态变形也不大,并在实测结果地表变形分析得以验证,此时的静态变形有部分发生在地表受护体范围内。根据宽条带全柱开采完成后地表变形呈现方式,再有效结合煤柱工作面开采顺序优化准则,可实现宽条带全柱开采的推广应用。
彭世龙[9]（2019）在《厚表土薄基岩开采地层沉陷规律及其井筒偏斜致因研究》文中进行了进一步梳理煤矿立井井筒是矿山开采地面与井下运输的“咽喉”,对矿井安全生产至关重要。1987年以来,我国黄淮和东北地区已有200多个立井井筒相继发生破损,经过30多年的大量研究,已基本揭示了黄淮和东北地区矿井大量井筒竖向受力变形、近环向破裂出水机理,并得到共识,相应的井筒破损修复防治技术也已成熟。近年来,山东巨野矿区厚表土（400m以上）薄基岩地层井筒出现一种表土段井筒偏斜与竖向压缩变形共存的新破损形态,其破坏机理不清,国内外相关研究尚属空白。本文以厚表土薄基岩开采井筒偏斜为研究对象,综合运用水文地质学、工程渗流力学、采矿学、地下结构力学等理论,采用试验、理论分析和现场实测相结合的研究方法,开展厚表土薄基岩开采地层沉陷规律及其井筒偏斜致因研究。研究成果对今后合理留设厚表土薄基岩地层工广保护煤柱,确保类似地质条件矿井井筒运行安全,具有重要的理论意义和应用价值。利用ETAS和NMR试验系统研究高应力作用下厚表土底部含水土层的渗透与疏水固结力学特性,获得了底部含水土层在高应力作用下孔隙结构演化机制,建立了底部含水土层渗透系数、孔压消散速度与其孔隙结构之间的关系,揭示了底部含水土层在不同围压、不同水力梯度下的渗透和孔压消散规律。研究结果表明,郭屯煤矿底部含水土层属于典型黏土质砂,主要矿物成分为石英和蒙脱石,其压缩指数Cc=0.03～0.05;在各向等压条件下,低承压水和高承压水渗透系数均随围压增大而减小,围压为1 MPa时的渗透系数明显大于高围压状态下的渗透系数,当试样围压大于4 MPa时,低承压水和高承压水渗透系数均小于1×10-8 cm/s;各向等压疏水固结过程中,应变以径向应变为主,试样体积的压缩变形主要是竖向渗透路径的闭合所致;黏土质砂渗透、疏水固结过程中对其渗透性和孔压消散速度起关键作用的是渗透孔中毛细水的含量,该三者与围压均满足幂函数关系。以郭屯煤矿一采区某工作面煤层开采为研究对象,考虑厚表土薄基岩开采与底含疏降水固结沉降共同作用,采用自制高承压疏水水袋模拟底含疏水固结,开展了相似材料模拟试验,研究了厚表土薄基岩开采覆岩破坏垮落与底含疏降水特征、基岩与厚表土层内部移动变形规律,揭示了厚表土薄基岩近距离非对称开采与底含疏降水共同作用下立井井筒偏斜机理。研究结果表明:整个基岩段“三带”范围内,梯形垮落拱两腰附近由于岩层悬臂作用形成大量水平和竖向裂隙,并波及到表土层底部,导致底含发生疏水沉降;底含疏水沉降对基岩段岩体移动变形影响较小;厚表土段第二隔水层的最大下沉量和最大水平移动量随着底含疏水均明显增加,下沉边界和水平移动边界向采区外侧延伸了近1倍;随着底含疏水量增加,地表土体向下沉盆地中心倾覆,井筒随之向非对称开采工作面方向偏斜,其偏斜量随着底含疏水量的增加而增加。基于厚表土薄基岩开采地表下沉移动特征,首次将厚表土层沉陷过程中底含承压水疏降产生的水土耦合作用考虑到厚表土薄基岩地层沉陷模型中,建立并求解了采煤与底含承压水疏水沉降共同作用下地表沉陷预计模型,探究了底含疏水特性对地表沉陷和水平移动的影响规律,并得到现场沉陷资料的验证。研究结果表明:单独煤层开采产生的地表沉陷曲线呈“小开口 V”型,底含疏水作用产生的地表沉陷曲线呈“大开口 V”型,采煤与底含疏水共同作用下地表沉陷曲线呈“中间小开口 V,两侧大开口 V”型;地表沉陷程度主要受底含厚度和底含最大水头下降值影响,地表沉陷和水平移动范围主要受底含疏水影响半径影响;通过理论计算解与现场实测结果对比分析发现,理论计算所得最大下沉值与实测最大下沉值间误差小于4.0%,由此可见,该理论模型对厚表土薄基岩下开采引起的上覆地层移动变形预测具有指导意义。以郭屯煤矿井筒偏斜为工程背景,通过综合分析矿区水文地质、矿井涌水量与底含水位动态监测成果,采用本文所得厚表土薄基岩地层沉陷模型,分别对郭屯煤矿首采区13个工作面单独采煤作用、采煤与底含疏水共同作用下的地表沉陷和井筒偏斜进行反演计算,获得了导致井筒偏斜的主因,并对该矿既有偏斜井筒的受力状态及其安全性进行了评价。研究结果表明:单独采煤作用下,工业广场位于10mm下沉等值线之外,各工作面开采对井筒偏斜基本没有直接影响;采煤与底含疏水共同作用下地表沉陷在采区外侧收敛性明显降低,工业广场位于300～600 mm下沉等值线范围内,井筒偏斜反演结果与实测结果误差小于6%,表明了本预测模型对井筒偏斜反演具有较高的精确度,郭屯煤矿井筒偏斜变形是煤层开采与底含疏降水共同作用造成的。图[96]表[33]参[140]
刘潇鹏[10]（2019）在《煤炭地下气化高温烧变围岩移动破坏机理研究》文中研究表明煤炭地下气化技术作为煤炭资源绿色开采、清洁利用的重要技术手段之一,具有极大的发展空间。该技术不但能够减少煤炭资源开发对环境的影响,并且能够回收传统井工开采难以回收的煤炭资源,提高煤炭资源的回收效率,为建设资源节约、环境友好型社会提供重要的技术支持。然而,煤炭地下气化技术目前仍处于开发研究的早期阶段,大规模推广应用仍然存在诸多问题需要进一步研究。特别是在气化过程中燃空区围岩的移动破坏导致的气化炉失稳、地下水污染等问题,目前的研究尚显缺乏。本文通过力学实验、理论分析、数值模拟相结合的方法,针对煤炭地下气化过程中气化燃空区烧变围岩的高温变性特征,对高温烧变围岩的移动破坏规律、煤炭地下气化采场气化炉-隔离煤柱的设计方法展开了系统的研究,取得了以下成果:（1）研究总结了煤系地层常见的泥岩-砂岩热力学特性随温度的变化规律,并对煤炭进行了高温-冷却环境下力学实验,实验结果为:在100℃以下煤炭表现出脆性,当压力达到抗压强度时立即破坏;当温度达到200℃及以上后,煤炭表现出延性,当压力达到抗压强度的极限后,煤炭呈屈服流动状态。煤炭的力学参数如抗压强度、弹性模量、抗拉强度、内聚力随着温度的升高整体表现出三个阶段的变化:（1）在温度升至100℃左右时,其力学性能略微增强;（2）在200400℃时其力学性能急剧下降;（3）当温度大于400℃后其强度保持稳定。（2）建立了基于燃空区围岩热学参数动态变化的煤炭地下气化围岩内部温度场的扩散模型,基于该模型计算了燃空区围岩内部各处的温度极值及扩展范围。基于乌兰察布煤炭地下气化实验区的基本概况,认为煤炭地下气化过程中温度场在顶板内部的传播范围为11.4m,底板内部传播范围为9.3m,两侧煤壁的传播范围为9.6m。基于煤岩力学特性随温度变化规律的研究成果,建立了基于动态参数的燃空区烧变围岩移动破坏的数值模拟方法,为研究煤炭地下气化围岩移动破坏机理打下了坚实的基础。（3）利用FLAC3D进行数值模拟发现,改变煤炭地下气化围岩移动破坏特征的主要原因是高温引起的煤岩力学特性变化,热应力在整个过程中影响较小。利用3DEC建立了离散元模型,模拟了传统开采、煤炭地下开采条件下不同采面宽度围岩的移动破坏规律。结果显示随着采面宽度的增加垮落带及裂隙带高度都在不断增加,气化开采时顶板垮落带高度与裂隙带高度及顶板的下沉量都大于传统开采。通过对比不同岩性条件下的煤炭地下气化顶板移动破坏特征可知,顶板岩石的力学性质受高温影响越大,顶板变形破坏特征变化越大,由于泥岩的力学特性在高温的作用下衰减程度大于砂岩,故同样采面宽度下砂岩顶板的移动破坏程度小于泥岩顶板。（4）随着采区气化面数目的增多,覆岩破坏高度及煤柱塑性区域的宽度都有所增加,但变化很小。同时顶板最大下沉值不断增大,且最大值出现在采区中部。数值模拟发现,当采出率接近50%后,气化采场稳定性快速衰减,极易造成顶板失稳、煤柱垮塌的现象。当燃空区宽度大于24m时,基本顶开始破断,垮入气化通道,影响气化进程。因此,在保证气化通道稳定性的基础上,气化炉宽度设置在16m24m间,采出率在40%50%时较为合理。（5）基于大板裂隙理论及极限平衡原理分析了隔离煤柱内部的应力分布,建立了隔离煤柱屈服区的计算方法。在此基础上结合煤炭地下气化特殊的隔离煤柱形态及高温烧变特征,推导了梯形高温烧变煤柱的屈服区宽度的计算模型,提出了基于屈服破坏区宽度及基于极限承载的隔离煤柱稳定性评价模型。（6）将基于微分求积法的状态空间方程解法应用于煤炭地下气化高温烧变顶板移动变形研究,解决了煤炭地下气化烧变顶板变形的求解问题。建立了固支、简支状态下高温烧变顶板极限跨距的计算方法。结果显示:随着顶板厚度的增加,烧变顶板与非烧变顶板的极限跨距都随之增加,顶板厚度相同时简支条件下非烧变顶板极限跨距小于高温烧变顶板,且随着顶板厚度的增大烧变顶板极限跨距的增长速率小于非烧变顶板;固支条件下高温烧变顶板的极限跨距大于非烧变顶板,且随着顶板厚度的增大烧变顶板极限跨距的增长速率大于非烧变顶板。（7）基于地下气化区域围岩协同变形思想,将多条带气化面顶板变形看作燃空区顶板变形与煤柱应力集中造成的煤柱及顶底板压缩量的总和,建立了基于燃空区围岩协同变形的顶板下沉模型。基于该模型建立了基于顶板下沉空间与等价采高的地表沉陷预计方法:当燃空区宽度较小、隔离煤柱稳定时,可认为顶板下沉空间全部传递到地表,此时可计算顶板下沉空间将其转化为等采高的采空区,并利用概率积分法进行地表沉陷预计,通过数值模拟及实例计算显示该方法能够很好的应用于煤炭地下气化地表沉陷预计中。该论文有图116幅,表9个,参考文献172篇。
二、地表沉陷变形的非线性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地表沉陷变形的非线性研究（论文提纲范文）
（1）高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和技术路线 |
| 2 矿区地质特征与地应力分布规律 |
| 2.1 矿区地质特征 |
| 2.2 矿岩物理力学参数试验 |
| 2.3 矿区地应力测量与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
| 3.1 参数反演的基本理论 |
| 3.2 参数反演的PSO-ERF智能算法模型 |
| 3.3 基于PSO-ERF算法的三维地应力场智能反演 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 构造应力环境充填开采充填体与顶板相互作用机理 |
| 4.1 充填开采覆岩结构特征 |
| 4.2 构造应力对覆岩变形的影响机理 |
| 4.3 充填开采覆岩变形力学模型及求解 |
| 4.4 充填体与顶板相互作用机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 构造应力作用下充填开采覆岩移动规律 |
| 5.1 数值模拟方案及模型建立 |
| 5.2 不同侧压系数和充填体强度覆岩移动规律 |
| 5.3 不同侧压系数和充填体强度盘区矿柱支承压力变化规律 |
| 5.4 矿体回采过程地表沉降与支承压力显现规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 胶结充填材料力学性能预测与配比参数反演 |
| 6.1 胶结充填材料力学性能试验 |
| 6.2 低温环境对充填体强度的影响 |
| 6.3 胶结充填体需求强度计算 |
| 6.4 基于PSO-ERF模型的胶结充填材料配比参数反演 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程实践与应用 |
| 7.1 充填系统概况 |
| 7.2 甲玛矿区充填开采地表沉陷预测 |
| 7.3 实测数据分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于InSAR/GIS的矿区地下非法开采监测关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 InSAR技术理论基础 |
| 2.1 SAR成像原理及影像特征 |
| 2.2 InSAR技术原理 |
| 2.3 D-InSAR技术原理 |
| 2.4 时序InSAR技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 面向地下非法采矿识别的GIS时空数据模型 |
| 3.1 矿山开采沉陷时空变化分析与表达 |
| 3.2 矿山开采沉陷动态过程模拟与描述 |
| 3.3 面向非法采矿识别GIS时空数据模型的逻辑组织 |
| 3.4 地下非法采矿识别平台体系结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于D-InSAR开采沉陷特征的地下无证开采识别 |
| 4.1 矿山地表与图层对象动态关系构建 |
| 4.2 矿山地表形变D-InSAR监测 |
| 4.3 开采沉陷特征提取和沉陷区圈定 |
| 4.4 实例分析与验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 融合PS-InSAR和光学遥感的地下无证开采识别 |
| 5.1 矿山地表与传感器对象动态关系构建 |
| 5.2 联合PS-InSAR和光学遥感提取地表建筑物的沉陷信息 |
| 5.3 基于建筑物沉陷时空特征的地下无证开采识别方法 |
| 5.4 实例分析与验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 面向越界开采识别的地下开采面位置反演 |
| 6.1 矿山地表与开采面对象动态关系构建 |
| 6.2 地下开采引起的地表沉陷规律 |
| 6.3 开采沉陷预计原理和模型 |
| 6.4 基于InSAR和沉陷预计理论的地下开采面反演 |
| 6.5 工程实例及分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 不足和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于改进卡尔曼滤波的开采沉陷地表移动预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿山开采沉陷研究现状 |
| 1.2.2 矿山开采沉陷预计研究现状 |
| 1.2.3 卡尔曼滤波研究现状 |
| 1.2.4 矿山开采残余变形研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 改进卡尔曼滤波算法和残余变形理论简介 |
| 2.1 卡尔曼滤波简介 |
| 2.2 卡尔曼滤波(KF)模型 |
| 2.2.1 卡尔曼滤波基础模型 |
| 2.2.2 卡尔曼滤波数学模型 |
| 2.2.3 卡尔曼滤波算法流程及重点控制点 |
| 2.2.4 卡尔曼滤波算法的不足 |
| 2.3 扩展卡尔曼滤波(EKF)算法 |
| 2.3.1 扩展卡尔曼滤波基础模型 |
| 2.3.2 扩展卡尔曼滤波数学模型 |
| 2.3.3 扩展卡尔曼滤波算法流程 |
| 2.3.4 扩展卡尔曼滤波的不足及改进 |
| 2.4 极大验后自适应扩展卡尔曼滤波(MPAEKF)算法 |
| 2.4.1 基本概念 |
| 2.4.2 极大后验自适应扩展卡尔曼滤波模型 |
| 2.4.3 极大后验自适应扩展卡尔曼滤波算法流程 |
| 2.5 卡尔曼滤波程序实现 |
| 2.6 残余变形预计分析 |
| 2.6.1 残余变形机理分析 |
| 2.6.2 半无限开采情况残余下沉预计分析 |
| 2.6.3 半无限开采情况残余水平变形预计分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于Ⅲ1301工作面的改进滤波预测分析 |
| 3.1 Ⅲ1301工作面简介 |
| 3.2 确定滤波初值 |
| 3.2.1 滤波模型 |
| 3.2.2 滤波初值的确定 |
| 3.2.3 滤波数据处理及精度分析 |
| 3.3 矿区地表移动变形监测中的对比分析 |
| 3.3.1 走向下沉对比分析 |
| 3.3.2 倾向下沉对比分析 |
| 3.3.3 走向水平移动对比分析 |
| 3.3.4 倾向水平移动对比分析 |
| 3.3.5 滤波精度分析 |
| 3.4 极大后验自适应扩展卡尔曼滤波预测分析 |
| 3.4.1 走向下沉预测分析 |
| 3.4.2 倾向下沉预测分析 |
| 3.4.3 走向水平移动预测分析 |
| 3.4.4 倾向水平移动预测分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于极大后验自适应扩展卡尔曼滤波的残余变形分析 |
| 4.1 走向残余变形下沉值分析 |
| 4.2 走向残余变形水平移动值分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矿开采沉陷监测技术发展现状 |
| 1.2.2 重复开采地表沉陷特征研究现状 |
| 1.2.3 开采沉陷预计模型研究现状 |
| 1.2.4 现有研究的不足 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究目标与内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 地表移动GNSS连续监测数据采集与处理 |
| 2.1 试验矿区概况 |
| 2.2 GNSS连续监测系统布置 |
| 2.2.1 煤矿开采沉陷GNSS连续监测系统概述 |
| 2.2.2 研究区域GNSS连续监测网设计 |
| 2.3 监测数据处理 |
| 2.4 监测数据质量评价 |
| 3 相邻工作面开采地表动态移动特征 |
| 3.1 地表移动变形量 |
| 3.1.1 下沉值 |
| 3.1.2 水平位移 |
| 3.1.3 水平位移比率λ |
| 3.2 地表动态移动变形参数 |
| 3.3 多时间尺度下地表动态沉陷的分形特征 |
| 3.3.1 多时间尺度下地表动态下沉分形特征 |
| 3.3.2 多时间尺度下的下沉速度分形变化特征 |
| 3.4 地表点的移动轨迹 |
| 3.5 同煤层老采空区对工作面开采地表沉陷特征的影响 |
| 3.5.1 相邻工作面开采地表非对称性移动变形分析 |
| 3.5.2 相邻老采空区对同煤层工作面开采地表沉陷特征的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 相邻工作面开采覆岩移动破坏机理 |
| 4.1 模型建立及模拟方案设计 |
| 4.1.1 FLAC3D软件特点及其解算流程 |
| 4.1.2 模型建立及参数选取 |
| 4.1.3 数值模拟方案设计 |
| 4.2 相邻工作面开采应力应变分析 |
| 4.3 相邻工作面开采地表沉陷分布特征参数与煤柱宽度的关系 |
| 4.3.1 无因次下沉曲线 |
| 4.3.2 最大下沉值偏距与煤柱宽度的关系 |
| 4.3.3 拐点偏移距增量与煤柱宽度的关系 |
| 4.3.4 主要影响范围增量与煤柱宽度的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 相邻工作面开采地表沉陷预计模型 |
| 5.1 地表动态沉陷预计 |
| 5.1.1 分段Knothe时间函数基本特征 |
| 5.1.2 分段Knothe时间函数模型适用性分析 |
| 5.1.3 分段Knothe时间函数模型改进 |
| 5.2 地表动态水平位移预计 |
| 5.2.1 地表动态水平位移预计模型构建 |
| 5.2.2 水平位移比率时间函数参数获取 |
| 5.2.3 模型验证及适用性分析 |
| 5.3 地表移动稳定后的沉陷预计 |
| 5.3.1 基于概率积分法的沉陷预计模型 |
| 5.3.2 基于双曲线剖面函数法的沉陷预计模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文、参加的科研项目及获奖情况 |
（5）不同倾角下采煤沉陷规律及灾变预警研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 采煤沉陷规律研究现状 |
| 1.2.2 采煤沉陷机理研究现状 |
| 1.2.3 采煤沉陷预计研究现状 |
| 1.2.4 采煤沉陷灾变预警研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 地理位置 |
| 2.2 自然地理 |
| 2.2.1 地形地貌 |
| 2.2.2 河流与水体 |
| 2.2.3 气候特征 |
| 2.3 地层及构造 |
| 2.3.1 地层 |
| 2.3.2 构造 |
| 2.4 煤层 |
| 2.4.1 含煤性 |
| 2.4.2 可采煤层 |
| 2.5 研究区水文地质特征 |
| 2.5.1 含水层水文地质特征 |
| 2.5.2 隔水层水文地质特征 |
| 2.6 研究区工程地质特征 |
| 2.6.1 岩土体类型及特征 |
| 2.6.2 可采煤层顶底板岩性特征 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 不同倾角下采煤沉陷规律研究 |
| 3.1 关键层位置对不同倾角采煤沉陷的影响 |
| 3.2 断层倾向对不同倾角采煤沉陷的影响 |
| 3.3 节理对不同倾角采煤沉陷的影响 |
| 3.4 构造应力对不同倾角采煤沉陷的影响 |
| 3.4.1 构造应力对采煤沉陷影响的数值模拟 |
| 3.4.2 构造应力对采煤沉陷影响的相似材料模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 采煤沉陷灾变预警 |
| 4.1 采煤沉陷灾变 |
| 4.1.1 采煤沉陷Ⅰ类灾变 |
| 4.1.2 采煤沉陷Ⅱ类灾变 |
| 4.2 建立采煤沉陷灾变预警模型 |
| 4.2.1 建立采煤沉陷Ⅰ类灾变预警模型 |
| 4.2.2 建立采煤沉陷Ⅱ类灾变预警模型 |
| 4.3 采煤沉陷Ⅰ类和Ⅱ类灾变预警 |
| 4.3.1 模型建立 |
| 4.3.2 采煤沉陷Ⅰ类灾变预警 |
| 4.3.3 采煤沉陷Ⅱ类灾变预警 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）黄土山区煤层群开采地表移动规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 开采沉陷理论的研究现状 |
| 1.2.2 黄土山区地表移动国内外研究现状 |
| 1.2.3 地表沉陷预测的方法 |
| 1.2.4 地表沉陷模拟发展现状 |
| 1.3 测绘方法在开采沉陷中的应用 |
| 1.3.1 测绘技术在开采沉陷中的应用 |
| 1.3.2 存在的问题与不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 研究内容与方法 |
| 1.4.2 论文技术路线 |
| 2 数值模拟煤层群开采地表移动 |
| 2.1 软件概述 |
| 2.2 试验概况 |
| 2.2.1 地表移动量模拟精度分析 |
| 2.2.2 岩层采动破坏类型 |
| 2.2.3 模拟垂直应力分析 |
| 2.3 模拟地表位移分析 |
| 2.3.1 近水平地表位移分析 |
| 2.3.2 单向坡地表位移分析 |
| 2.3.3 组合坡地表位移分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 下沉值与影响因素的关联分析 |
| 3.1 灰色关联度分析法概述 |
| 3.2 地表下沉影响因素敏感度分析 |
| 3.3 地表下沉值与影响因素的关联度分析 |
| 3.3.1 建立及计算序列矩阵 |
| 3.3.2 灰色关联度结果分析 |
| 3.4 层次分析法 |
| 3.4.1 层次分析法的优势 |
| 3.4.2 层次分析法的基本步骤 |
| 3.4.3 层次法结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 神经网络模型对地表下沉值预测分析 |
| 4.1 神经网络模型的建立 |
| 4.1.1 神经网络简介 |
| 4.1.2 神经网络的特点及应用 |
| 4.1.3 神经网络的发展历史 |
| 4.2 MATLAB函数与神经网络工具箱 |
| 4.3 神经网络模型的建立 |
| 4.3.1 问题背景 |
| 4.3.2 神经网络建模 |
| 4.3.3 神经网络预测结果分析 |
| 4.4 煤层群开采地表移动规律分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文、专利、获奖 |
（7）急倾斜多煤层开采诱发覆岩及地表移动规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 急倾斜煤层开采覆岩变形及地表移动规律研究现状 |
| 1.2.2 急倾斜煤层开采受扰动岩体分带研究现状 |
| 1.2.3 急倾斜煤层开采诱发地表残余变形研究现状 |
| 1.2.4 存在问题 |
| 1.3 本文主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 2 工程概况 |
| 2.1 新集煤矿八里塘矿区概况 |
| 2.1.1 自然地理条件 |
| 2.1.2 八里塘矿区地层特征 |
| 2.1.3 矿区构造特征及采区划分 |
| 2.2 八里塘矿区东三采区煤层赋存特征及开采方式 |
| 2.2.1 煤层赋存特征 |
| 2.2.2 煤层开采方式 |
| 2.3 八里塘矿区西一采区煤层赋存特征及开采方式 |
| 2.3.1 煤层赋存特征 |
| 2.3.2 煤层开采方式 |
| 2.4 八里塘矿区西一采区地表移动观测结果 |
| 3 急倾斜多煤层开采地表及岩层移动破坏的物理模型试验研究 |
| 3.1 相似材料模拟实验理论基础 |
| 3.2 模型试验方案 |
| 3.2.1 模型试验设计 |
| 3.2.2 模型试验前期准备工作 |
| 3.3 急倾斜多煤层覆岩及地表变形破坏规律分析 |
| 3.3.1 实验现象描述 |
| 3.3.2 覆岩变形破坏分析 |
| 3.3.3 地表移动变形规律分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 急倾斜多煤层开采地表及岩层移动破坏的数值模拟研究 |
| 4.1 离散元数值模型的建立 |
| 4.1.1 离散元数值模拟分析方法简介 |
| 4.1.2 计算模型及边界条件的建立 |
| 4.1.3 模型力学参数的选取 |
| 4.1.4 东三采区煤层数值模拟开采设计 |
| 4.2 急倾斜多煤层开采变形破坏特征 |
| 4.2.1 开采过程中变形破坏特征及力学分析 |
| 4.2.2 开采完成后覆岩及地表最终的破坏形态 |
| 4.3 基于离散元数值模拟的急倾斜煤开采扰动岩体分带研究 |
| 4.3.1 方法概述 |
| 4.3.2 急倾斜采区受扰动岩体分带的依据及各带特征 |
| 4.3.3 基于CV-DEM法的分带准则及应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 急倾斜多煤层开采地表残余变形研究 |
| 5.1 急倾斜煤层开采残余变形机理 |
| 5.2 蠕变模型选取及蠕变参数的反演研究 |
| 5.2.1 3DEC蠕变模型类型的简介 |
| 5.2.2 反演计算模型的建立 |
| 5.2.3 西一采区煤层数值模拟开采设计 |
| 5.2.4 蠕变计算及反演结果 |
| 5.3 急倾斜多煤层开采残余变形规律研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）宽条带全柱开采覆岩破坏机理及地表沉陷规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究目的和意义 |
| 1.2 覆岩破坏机理及地表移动沉陷理论研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 国内外建筑物下压煤开采技术研究 |
| 1.3.1 井下采矿措施 |
| 1.3.2 地面建筑物保护措施 |
| 1.3.3 覆岩离层注浆措施 |
| 1.4 条带开采及全柱开采研究现状 |
| 1.4.1 条带开采研究现状 |
| 1.4.2 全柱开采研究现状 |
| 1.4.3 宽条带全柱开采研究现状 |
| 1.5 问题的提出及本文研究的主要内容 |
| 1.5.1 问题的提出 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 研究方法与技术路线 |
| 1.6.1 研究方法 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 2 宽条带全柱开采理论基础及实现原理 |
| 2.1 采动影响的空间-时间规律分析 |
| 2.1.1 采动影响的空间分布特征 |
| 2.1.2 采动影响的时间分析 |
| 2.2 宽条带全柱开采实现原理 |
| 2.2.1 宽条带全柱开采的理论依据 |
| 2.2.2 宽条带全柱开采的实现原理 |
| 2.3 宽条带全柱开采的适用条件 |
| 2.3.1 适用条件的主要影响因素分析 |
| 2.3.2 适用条件的关系表达式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 宽条带全柱开采工作面基本顶破断规律 |
| 3.1 关键层(基本顶)的判别 |
| 3.2 工作面布置方向结构演化规律 |
| 3.2.1 工作面常规(顺序)正常开采顶板演化规律 |
| 3.2.2 宽条带全柱开采时工作面顶板结构演化规律 |
| 3.3 宽条带工作面和煤柱工作面破断距变化规律及影响因素 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 宽条带全柱开采地表移动规律实测研究 |
| 4.1 矿井概况 |
| 4.1.1 坪湖煤矿地质采矿条件 |
| 4.1.2 地面村庄概况及房屋抗变形能力分析 |
| 4.1.3 井下开采区工作面布置情况 |
| 4.1.4 工作面开采过程 |
| 4.2 宽条带全柱开采地表移动变形实测分析 |
| 4.2.1 地表移动观测站布置与观测 |
| 4.2.2 观测取得的资料 |
| 4.2.3 地表移动参数的求取 |
| 4.2.4 地表变形分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 宽条带全柱开采3DEC数值模拟研究 |
| 5.1 3DEC程序简介 |
| 5.2 数值模拟模型建立 |
| 5.2.1 模型尺寸及块体大小 |
| 5.2.2 数值模拟实验参数 |
| 5.2.3 数值计算方法 |
| 5.2.4 数值模拟方案 |
| 5.3 覆岩破坏特征研究 |
| 5.3.1 顺序开采顶板覆岩的破坏特征分析 |
| 5.3.2 宽条带全柱开采覆岩破坏特征分析 |
| 5.3.3 煤层倾角对宽条带全柱开采覆岩破坏特征影响分析 |
| 5.4 地表沉陷规律研究 |
| 5.4.1 地表沉陷量值分析 |
| 5.4.2 地表沉陷范围分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 相似材料模拟试验研究 |
| 6.1 相似模拟试验原理 |
| 6.2 相似模拟试验设计 |
| 6.2.1 试验目的 |
| 6.2.2 模型参数确定 |
| 6.2.3 模型位移监测点布设 |
| 6.2.4 试验设备 |
| 6.2.5 试验步骤 |
| 6.3 模型开挖方案及观测内容 |
| 6.3.1 开挖方案 |
| 6.3.2 覆岩破坏特征分析 |
| 6.3.3 岩层地表移动规律分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 煤柱工作面回采顺序优化研究及应用 |
| 7.1 煤柱工作面回采顺序优化理论分析 |
| 7.1.1 近水平煤层煤柱工作面回采顺序优化 |
| 7.1.2 (缓)倾斜煤层煤柱工作面回采顺序优化 |
| 7.2 工业试验应用 |
| 7.2.1 概况 |
| 7.2.2 前徐大坡村庄煤柱宽条带全柱开采设计 |
| 7.2.3 煤柱工作面开采顺序优化 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）厚表土薄基岩开采地层沉陷规律及其井筒偏斜致因研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高应力作用下土的渗透与疏水固结力学特性研究现状 |
| 1.2.2 厚表土薄基岩开采上覆地层渗流场与移动变形机理研究现状 |
| 1.2.3 立井井筒破损机理研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 主要研究方法与技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 高应力作用下底含非线性渗透试验 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验系统 |
| 2.2.1 ETAS自动环境三轴实验系统 |
| 2.2.2 低场核磁共振测试系统 |
| 2.3 试验方法与过程 |
| 2.3.1 试样制备 |
| 2.3.2 ETAS渗透试验方案 |
| 2.3.3 低场核磁共振试验方案 |
| 2.4 试验结果及分析 |
| 2.4.1 渗流量时程曲线 |
| 2.4.2 渗透系数随时间的变化 |
| 2.4.3 围压对渗透系数的影响 |
| 2.4.4 渗透水力梯度对渗透系数的影响 |
| 2.5 基于低场核磁共振技术的深部黏土质砂非线性渗透机理分析 |
| 2.5.1 低场核磁共振弛豫原理 |
| 2.5.2 黏土质砂T_2谱分布规律 |
| 2.5.3 基于T_2谱分布的黏土质砂非线性渗透机理分析 |
| 2.6 黏土质砂非线性渗透关系的适应性分析及参数测定 |
| 2.7 小结 |
| 3 高应力作用下底含疏水固结孔压消散规律试验 |
| 3.1 试验原理 |
| 3.2 试验材料与实验系统 |
| 3.3 试验方法与过程 |
| 3.3.1 试样制备 |
| 3.3.2 ETAS疏水/充水固结试验方案 |
| 3.4 试验结果及分析 |
| 3.4.1 孔隙水压力消散与增长分析 |
| 3.4.2 反压体积变化规律分析 |
| 3.4.3 变形特性分析 |
| 3.5 基于单向固结理论的高承压底含水疏降固结参数求解 |
| 3.6 小结 |
| 4 厚表土薄基岩开采与底含疏降水共同作用下地表沉陷规律模型试验研究 |
| 4.1 相似材料模拟试验基本理论 |
| 4.2 相似材料模拟试验设计 |
| 4.2.1 试验目的及特殊性 |
| 4.2.2 模拟工作面概况 |
| 4.2.3 试验方案设计 |
| 4.2.4 相似系数的确定 |
| 4.2.5 相似材料配比及用量 |
| 4.2.6 模型的开采与观测 |
| 4.3 试验结果与分析 |
| 4.3.1 采场覆岩破坏特性与规律分析 |
| 4.3.2 上覆岩土体移动规律分析 |
| 4.3.3 立井井筒偏斜规律分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 厚表土薄基岩开采与底含疏降水共同作用下地表沉陷规律预计模型研究 |
| 5.1 厚表土薄基岩开采地表沉陷模型 |
| 5.1.1 基本假设 |
| 5.1.2 岩层移动及地表沉陷模型 |
| 5.2 采矿活动引起底含疏水固结及地表沉降 |
| 5.2.1 底含疏水固结沉降机理 |
| 5.2.2 底含疏水固结沉降求解 |
| 5.2.3 底含疏水固结引起的地表移动及变形求解 |
| 5.3 采煤引起的厚表土薄基岩沉降计算 |
| 5.4 采煤和底含疏降水共同作用下地表沉陷预计模型 |
| 5.5 模型参数体系讨论与可靠性验证 |
| 5.5.1 最大水头下降值对地表沉陷移动的影响 |
| 5.5.2 疏水影响半径对地表沉陷移动的影响 |
| 5.5.3 底含厚度对地表沉陷移动的影响 |
| 5.5.4 模型可靠性验证与分析 |
| 5.6 小结 |
| 6 厚表土薄基岩开采与底含疏降水共同作用下井筒偏斜机理探讨 |
| 6.1 工程概述 |
| 6.1.1 郭屯煤矿概况 |
| 6.1.2 水文地质条件与底含疏水特征 |
| 6.2 煤层开采与底含疏水共同作用下井筒偏斜机理 |
| 6.2.1 单独采煤作用下井筒偏斜 |
| 6.2.2 采煤与底含疏水共同作用下井筒偏斜 |
| 6.3 既有偏斜井筒受力状态及其安全性评价 |
| 6.3.1 既有偏斜井筒受力状态 |
| 6.3.2 既有偏斜井筒安全性评价 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 攻读博士期间申请的专利 |
| 主要参与的科研项目 |
（10）煤炭地下气化高温烧变围岩移动破坏机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 研究内容及研究目标 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 煤炭地下气化燃空区及围岩高温特征 |
| 2.1 气化工艺介绍 |
| 2.2 煤炭地下气化过程中燃空区形态演化分析 |
| 2.3 高温环境下燃空区围岩力学特性 |
| 2.4 煤的高温力学特性实验研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 煤炭地下气化烧变围岩温度场扩散及移动破坏数值计算模型与方法 |
| 3.1 烧变围岩温度场的动态扩散规律 |
| 3.2 煤炭地下气化烧变围岩移动破坏的数值模拟方法 |
| 3.3 动态参数对围岩移动破坏影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤炭地下气化燃空区围岩移动破坏数值模拟研究 |
| 4.1 研究原型 |
| 4.2 改变煤炭地下气化围岩移动破坏规律的主控因素分析 |
| 4.3 不同气化面宽度煤炭地下气化覆岩移动破坏规律 |
| 4.4 带状布置气化炉燃空区围岩移动破坏规律研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤炭地下气化高温烧变煤柱承载机理研究 |
| 5.1 隔离煤柱承载能力的数值模拟研究 |
| 5.2 隔离煤柱破坏机理及屈服宽度计算 |
| 5.3 煤炭地下气化梯形烧变隔离煤柱破坏机理及破坏宽度计算 |
| 5.4 煤炭地下气化隔离煤柱稳定性评价方法 |
| 5.5 高温烧变煤柱稳定性分析实例 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 煤炭地下气化高温烧变覆岩变形与地表沉陷预计研究 |
| 6.1 高温烧变厚梁的弹性方程构建 |
| 6.2 高温烧变厚梁的弹性变形解算 |
| 6.3 气化通道极限跨距的求取方法 |
| 6.4 多燃空区围岩协同变形分析 |
| 6.5 基于顶板下沉空间等价采高的煤炭地下气化地表沉陷预计方法 |
| 6.6 煤炭地下气化采场气化面-隔离煤柱设计流程 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、地表沉陷变形的非线性研究（论文参考文献）
- [1]高构造应力缓倾斜厚大矿体厚硬顶板与充填体相互作用机理及沉降控制[D]. 刘建东. 中国矿业大学, 2020
- [2]基于InSAR/GIS的矿区地下非法开采监测关键技术研究[D]. 夏元平. 中国矿业大学, 2020
- [3]基于改进卡尔曼滤波的开采沉陷地表移动预测研究[D]. 王斌. 河北工程大学, 2020(04)
- [4]榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究[D]. 赵军仪. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]不同倾角下采煤沉陷规律及灾变预警研究[D]. 寇规规. 西安科技大学, 2020(01)
- [6]黄土山区煤层群开采地表移动规律研究[D]. 沈宇恒. 西安科技大学, 2020(01)
- [7]急倾斜多煤层开采诱发覆岩及地表移动规律研究[D]. 王汉斌. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [8]宽条带全柱开采覆岩破坏机理及地表沉陷规律研究[D]. 刘贵. 煤炭科学研究总院, 2020(08)
- [9]厚表土薄基岩开采地层沉陷规律及其井筒偏斜致因研究[D]. 彭世龙. 安徽理工大学, 2019(03)
- [10]煤炭地下气化高温烧变围岩移动破坏机理研究[D]. 刘潇鹏. 中国矿业大学, 2019(04)