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1 煤层突出危险性区域预测研究现状1

1.1 绪言1

1.2 煤层区域突出危险性预测理论研究现状2

1.2.1 半经验统计理论2

1.2.2 煤层突出危险的固-流耦合失稳理论2

1.2.3 弹性应变能理论2

1.2.4 瓦斯地质理论3

1.2.5 地球物理探测理论3

1.3 国内外煤层区域突出危险性预测技术4

1.3.1 单项指标法4

1.3.2 综合指标7

1.3.3 物探技术9

2 控制煤与瓦斯突出区域地质构造特征10

2.1 突出危险煤层基本特征10

2.2 控制煤与瓦斯突出的形成和分布的条件11

2.2.1 煤与瓦斯突出的物质条件13

2.2.2 沉积环境演化对区域瓦斯赋存的控制14

2.2.3 沉积相的组合加剧聚煤期煤层瓦斯赋存的复杂化15

2.3 煤层厚度变化对突出的制约15

2.3.1 煤层厚度变化的定量研究15

2.3.2 煤层软分层对突出的关系16

2.4 区域地质构造对突出的控制作用17

2.4.1 褶皱构造对瓦斯赋存的影响17

2.4.2 断层构造对突出的影响19

2.5 煤层围岩特性对煤层区域瓦斯赋存的控制19

2.5.1 围岩的孔隙性20

2.5.2 渗透性21

2.5.3 孔隙结构21

2.5.4 煤层围岩组合对瓦斯赋存的影响21

2.6 其他地质条件对瓦斯赋存的影响22

2.6.1 地下水活动与瓦斯赋存的关系22

2.6.2 岩浆侵入煤层对瓦斯赋存的影响22

2.6.3 煤层埋藏深度与瓦斯赋存关系25

3 地质动力区划理论26

3.1 活动断裂的特征与识别26

3.1.1 活动断裂的基本特征26

3.1.2 活动断裂的直接鉴定标志和依据27

3.1.3 差异地貌是鉴别活动断裂的有效标志27

3.1.4 活动断裂的地震地质标志27

3.1.5 活动断裂的地球物理标志28

3.1.6 现代构造应力场对活动断裂的作用28

3.2 构造断块的划分28

3.2.1 划分的基本原理及原则28

3.2.2 断块划分的方法29

3.3 断块动力相互作用31

3.3.1 河流地貌考察31

3.3.2 井上、下断层考察31

3.4 构造应力区的划分32

3.4.1 地应力测试方法32

3.4.2 构造应力场的数值计算33

3.5 地质动力区划的应用34

3.5.1 平顶山矿区活动断裂的划分34

3.5.2 原岩应力测定39

3.5.3 构造应力场的数值计算40

3.5.4 构造应力区的划分41

4 地勘新区煤层突出危险性区域预测技术45

4.1 突出煤物理结构特征及发生突出的区域条件45

4.1.1 煤的破坏类型46

4.1.2 煤的瓦斯放散初速度△p48

4.1.3 煤的强度性质53

4.1.4 煤的孔隙结构破坏特征与煤层突出危险性分析56

4.1.5 煤孔隙结构的分形特征57

4.1.6 地勘过程中其他区域预测方法59

4.2 煤层区域瓦斯参数分布规律及突出危险性条件61

4.2.1 煤层瓦斯压力分布规律及突出危险性区域条件61

4.2.2 地勘过程煤层瓦斯压力的测定65

4.2.3 煤层瓦斯含量分布规律及煤层突出危险的区域条件66

4.2.4 地勘过程测定煤层瓦斯含量的方法66

4.3 地勘预测煤层突出危险性的技术要求及综合预测技术77

4.3.1 地勘过程预测煤层突出危险性的指标77

4.3.2 地勘过程煤层突出危险性预测的应用78

4.4 瓦斯地质图的绘制80

4.4.1 煤层瓦斯地质图的类型80

4.4.2 井田煤层瓦斯地质图的编制方法80

5 新建矿井和采区突出危险区域预测技术84

5.1 瓦斯压力和瓦斯含量测定方法84

5.1.1 煤层瓦斯压力测定85

5.1.2 煤层瓦斯含量测定方法91

5.1.3 利用间接法测定煤层瓦斯压力和含量的应用94

5.2 采区突出危险性区域预测的方法98

5.2.1 瓦斯地质统计法预测煤层突出危险性99

5.2.2 综合指标法预测煤层突出危险性104

5.2.3 延伸水平的区域预测106

5.2.4 延伸水平区域预测的应用108

5.3 工作面突出危险性的区域预测方法113

5.3.1 预测原理113

5.3.2 预测方法113

5.3.3 工作面突出危险性区域预测的应用115

5.4 数学地质方法在区域预测煤层突出危险性中的应用118

5.4.1 多元统计理论的应用120

5.4.2 数量化理论的应用137

5.4.3 模糊数学理论的应用141

5.5 人工神经网络在煤与瓦斯突出区域预测中的应用144

5.5.1 人工神经网络的基本原理145

5.5.2 BP网络训练148

5.5.3 BP网络模型中煤与瓦斯区域预测数据的处理149

6 物理勘探煤层突出危险性区域预测技术153

6.1 弹性波CT法153

6.1.1 弹性波CT法成像的分类及特点153

6.1.2 弹性波（T法技术的基本原理154

6.1.3 CT法的分类155

6.1.4 北票矿务局台吉煤矿CT测量156

6.2 电磁波透视技术157

6.2.1 电磁波透视煤层突出危险性的理论基础157

6.2.2 电磁波透视系统的技术指标160

6.2.3 电磁波透视技术的应用161

6.3 地质雷达探测地质构造技术162

6.3.1 地质雷达的基本原理及预测突出模式162

6.3.2 地质雷达的技术指标162

6.3.3 矿井地质雷达探测地质构造的应用163

附录 《防治煤与瓦斯突出细则）165

参考文献203