含水层下矸石充填采煤覆岩导水裂隙演化机理及控制研究

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1、博士学位论文含水层下矸石充填采煤覆岩导水裂隙演化机理及控制研究EvolutionMechanismandControlofWater-FlowingFracturewithGangueBackfillunderAquiferinCoalMines作者：李剑导师：缪协兴教授中国矿业大学二O一三年十月学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用

2、权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号TD325学校代码10290UDC622密级公开国家重点基础研究发展计划资助（973计划）（2013CB227905）国家自然科学基

3、金重点项目（50834004）中国矿业大学博士学位论文含水层下矸石充填采煤覆岩导水裂隙演化机理及控制研究EvolutionMechanismandControlofWater-FlowingFracturewithGangueBackfillunderAquiferinCoalMines作者李剑导师缪协兴申请学位工学博士培养单位中国矿业大学学科专业采矿工程研究方向充填采煤与岩层控制答辩委员会主席评阅人二○一三年十月论文审阅认定书研究生李剑在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习

4、，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本论文是在导师缪协兴教授的悉心指导下完成的，从论文选题到试验方案制定，直至论文的撰写无不凝聚着导师的心血。导师以其对研究方向的敏锐把握和对学科发展的高瞻远瞩为学生指明了宏观研究思路，并及时解决了学生在课题研究期间所遇到的迷茫与困惑。没有导师对学生的点拨、启迪、鞭策与诸多方面的关心，论文是不可能顺利完成的。师从近四载，收获甚丰，

5、感触亦深。导师刻苦钻研、勇于创新的开拓精神，勤勤恳恳、一丝不苟的工作态度，诚实开明、乐于助人的做人品质，严谨求实的治学态度，高屋建瓴把握全局的能力，忘我的工作精神，给学生树立起潜移默化的典范作用，这也是导师传授给学生最宝贵的财富。值此拙作完成之际，谨向我的导师缪协兴教授致以最崇高的敬意和衷心的感谢！特别感谢本科期间班主任、硕士研究生期间导师张吉雄教授在本论文写作期间给予的大力支持和无私帮助。进入采矿工程系近十年来，无论是学习上、生活上还是工作上，张吉雄教授都给予我极大的关心、指导和帮助，没有张教授的谆谆教

6、诲、悉心指导和无私帮助，我的学业是不可能顺利完成的，在此，谨向张吉雄教授致以崇高的敬意和衷心的感谢！特别感谢赴美留学期间的美方导师Syd.SPeng（彭赐灯）教授对我的严格要求和悉心照顾。彭教授对采矿科学的不屈不挠的探索精神和严谨的学风对我产生了非常重要的影响，激励我在将来的科研道路上勤勉奋进。感谢沈晓明老师、吴晓刚硕士、李猛硕士、刘展博士在理论推导方面的帮助；感谢康涛硕士、殷伟硕士、王东升硕士在数值模拟及分析方面的帮助；感谢马文顶教授、王志平硕士、安百富博士、何琪硕士、姜海强博士、翟朝铎硕士、耿佃凯硕士

7、在物理模拟和实验方面给予的支持和帮助；感谢巨峰老师、黄艳利老师、周楠博士、张强博士、邓雪杰博士在论文撰写方面的帮助！衷心感谢母校近十年来对我的培养！感谢矿业工程学院领导及老师们在学习和生活上给予的关心、鼓励和帮助！感谢我的父母亲，感谢你们在我二十余年的求学生涯中的无私关怀和全力支持！感谢我的爱人在研究生学习期间的理解和支持，使我有更多的精力投入工作和论文的写作！感谢本论文所引用文献的作者。感谢所有帮助和关心我的人！感谢在百忙之中评审、答辩本论文并提出宝贵意见的各位专家教授！李剑二〇一三年十月摘要固体充填采

8、煤是我国自主研发并具有独立知识产权的技术，其技术内涵是采用机械化方式将矸石等固体废弃物充填入采空区，开采传统方式无法采出的煤炭资源并处理矿区固体废弃物。由于充填入采空区的固体废弃物控制了上覆岩层的移动和裂隙发育，为含水层下压煤矿区提供了一条安全有效的技术途径。本文在简要介绍固体充填采煤技术及其岩层控制理论的基础上，采用理论分析、实验测试、数值模拟、物理模拟和工程实践等方法，系统研究了矸石充填采煤覆岩破坏程度和导水裂隙带发育范围