内容简介
本书针对西南地区煤层开采导致顶板覆岩破坏引起的岩溶含水层突水问题，基于相似物理模型试验和多场耦合数值模拟手段，分析了煤层开采过程中上覆岩层的应力、位移、孔隙水压力、电导率的变化规律，揭示了覆岩变形破坏特征及导水通道形成机制。提出了考虑覆岩“两带”发育高度的矿井涌水量预测方法，建立了基于加权多元非线性回归的矿井涌水量预测模型和长短期记忆神经网络矿井涌水量预测模型，并分析总结了各涌水量预测方法的优缺点。
本书可作为从事矿山水文地质勘探的工程技术人员和科研人员，以及地质工程、水文水资源工程、矿业工程等相关专业本科生、研究生、教师的参考书。
目录
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 煤层开采覆岩破坏研究现状
1.2.2 煤层顶板突水机理研究现状
1.2.3 岩溶管道突水研究现状
1.2.4 矿井涌水量研究现状
1.3 研究内容及创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 创新点
第2章 西南岩溶地区煤系地层相似材料研制
2.1 研究区概况
2.1.1 自然地理
2.1.2 地质条件
2.1.3 水文地质条件
2.1.4 21606工作面概况
2.2 相似常数的确定
2.3 原材料与试验方案
2.3.1 原材料的确定
2.3.2 试验方案的设计
2.4 样品制备及测试
2.4.1 样品制备
2.4.2 测试方法
2.5 测试结果及分析
2.5.1 测试结果
2.5.2 性能影响因素分析
2.6 本章小结
第3章 煤层开采覆岩破坏及岩溶管道突水物理模型试验
3.1 模型搭建及试验方案
3.1.1 材料准备
3.1.2 模型搭建及岩溶管道设置
3.1.3 测点布置及数据采集
3.1.4 煤层开采方案
3.2 物理模拟试验结果分析
3.2.1 覆岩破坏特征及突水过程
3.2.2 竖向位移变化特征
3.2.3 竖向应力变化特征
3.2.4 孔隙水压变化特征
3.2.5 电导率变化特征
3.3 本章小结
第4章 岩溶管道突水多场耦合数值模拟及影响因素分析
4.1 软件介绍
4.2 多场耦合数值模型的建立
4.2.1 模型假设
4.2.2 理论方程
4.2.3 模型构建
4.3 多场耦合数值模拟结果及分析
4.3.1 煤层开采顶板塑性区变化特征
4.3.2 煤层开采顶板竖向位移变化特征
4.3.3 煤层开采顶板竖向应力变化特征
4.3.4 煤层开采顶板孔隙水压变化特征
4.3.5 岩溶管道突水渗流过程分析
4.4 岩溶管道突水多场灾变演化机制
4.5 不同地质条件对突水的影响
4.5.1 岩溶管道直径对突水的影响
4.5.2 岩溶管道水压对突水的影响
4.6 本章小结
第5章 煤层开采覆岩破坏涌水量预测技术
5.1 研究区概况
5.1.1 自然地理位置
5.1.2 地质概况
5.1.3 水文地质条件
5.1.4 采区概况
5.2 煤层开采覆岩变形破坏特征数值模拟
5.2.1 软件简介
5.2.2 模型建立
5.2.3 结果分析
5.3 煤层开采覆岩“两带”高度
5.4 地下水数值模型矿井涌水量预测
5.4.1 软件简介
5.4.2 数学模型建立
5.4.3 数值模型建立
5.4.4 模型校核
5.4.5 矿井涌水量预测
5.5 加权多元非线性回归矿井涌水量预测
5.5.1 基于熵值法的因素权重确定
5.5.2 加权多元非线性回归模型构建
5.5.3 预测结果
5.6 长短期记忆神经网络矿井涌水量预测
5.6.1 长短期记忆神经网络理论
5.6.2 基于长短期记忆神经网络预测模型构建
5.6.3 预测结果
5.7 大井法矿井涌水量预测
5.7.1 计算范围
5.7.2 计算公式
5.7.3 计算参数及预测结果
5.8 矿井涌水量预测结果对比分析
5.9 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
