西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害控制

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.01.001 第26卷第1期 北京科技大学学报 Vol.26 No.1 2004年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2004 西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害控制 来兴平12) 1)西安科技大学能源学院，教育部西部矿山开采与灾害治理重点实验室，西安710054 2)北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害是目前煤矿开采中面临的最大技术难题.为 了给采取合理有效的防灾措施提供科学依据，对采空区衍生动力灾害主要特征、形成原因以 及衍生灾害的实质等进行详细阐述，通过数字化监测与预防分析可以控制采空区衍生动力 灾害有效方法. 关键词西部矿山：大尺度采空区：衍生动力灾害：突然坍塌 分类号TD315 西部地区地域辽阔，矿产资源丰富，煤炭资 塌速率大，有动力学破坏特征. 源总量为4.7亿万t,占全国84.5%.随着煤炭开采 (3)危害大.这类围岩断裂与失稳发生时间、 技术和装备越来越先进，开采强度与深度逐渐提 地点具有随机性、发生过程具有突变性，其力学 高，开采规模日益加大，以及小窑小井的不规范 现象具有冲击性.因此其造成的围岩断裂、错动、 开采，多年来形成的采空区很多，严重威胁着西 失稳以及耦合破坏（有害气体滋出或爆炸）等动 部大开发的战略计划与建设，影响西部经济稳定 力学效应对生产和安全的危害极大，甚至造成矿 发展.如果不及时进行研究与治理，很容易造成 井停产或关闭，造成的经济损失很大， 大空区的动力破坏，进而演变为重大灾害，这是 (4)负面社会效应大.这类突发性灾害造成的 西部煤矿开采中面临的一个迫在眉睫的重大科 社会效应对西部矿区的经济与政治稳定影响 学问题 很大 1特征描述 2形成原因 西部矿山采空区衍生动力灾害有四大特征： 大尺度采空区坍塌是在特定地质条件下，因 (1)尺度大，开采形成的大尺度采空区是在一 自然和人为因素耦合触发形成的衍生灾害，采空 定的煤岩（脆弱）条件、构造环境以及脆弱的生态 区上覆煤岩结构稳定主要由自然作用和围岩结 与干旱的气候中形成的，其变形的数量级别大 构的连接作用来维持.由于不同矿区的地质条件 (属于米以上尺度)，这不同于其他坚硬（如坚硬 相差很大，大尺度采空区坍塌的主导因素也有所 复合材料、金属材料)材料的微尺度变形，形成的 不同，主要原因有： 平衡结构可能维持几天，也可能维持几年.但从 (1)许多矿区或工作面的断层比较多，由断层 本质上讲，它是一个暂时的结构，一旦受到某种 动力效应诱发造成坍塌， 外因的诱发，就可能造成大尺度的动力失稳现 (2)煤体内部气体运动速率增加，如煤与瓦斯 象，从而演变为动力灾害。 突出诱发等造成坍塌， (2)变形速率大.大尺度采空区的失稳与层状 (3)采取大规模，高强度的开采技术 矿床开采围岩沉陷有所不同，前者围岩失稳与坍 (4)开采方式与工作面结构参数优化不合理 造成，尤其是保护煤（矿）柱的结构参数不合理或 收稿日期200305-15来兴平男，31岁，博士后，副教授 *陕西省自然科学基金(N02003E213)和教育部博士点基金 支撑体系结构内部力学特性劣化， (No.20020008021)资助项目

第 26 卷 第 1 期 2 0 4 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U o iv e r s iyt o f S e ie n c e a n d 几c h n o ol gy B e ij i n g V心1 . 2 6 N o . l F e b . 2 0 0 4 西部矿 山大尺度采空 区衍生 动力灾害控制 来兴 平 ’ ,2 ’ l) 西 安科技大 学能源 学 院 , 教 育部西 部矿山 开 采与 灾害 治理重 点实 验室 , 西 安 71 0 0 54 2) 北京科 技大 学土 木与环 境 工 程学 院 , 北京 10 0 0 83 摘 要 西 部矿 山 大尺 度采 空 区衍 生动力 灾 害是 目前 煤矿开 采中面 临的最 大 技术 难题 . 为 了给 采取合 理有 效 的防灾 措施 提供 科学 依据 , 对采 空 区衍 生动力 灾害 主要 特征 、 形 成原 因 以 及 衍 生灾害 的实 质等 进行 详细 阐述 . 通 过数 字化 监 测与 预防 分析 可 以控制 采空 区衍 生 动力 灾 害有 效方 法 , 关键 词 西部矿 山 : 大 尺度采空 区 : 衍 生动 力灾 害 : 突 然坍 塌 分 类号 T D 31 5 西 部地 区地 域 辽 阔 , 矿 产 资源 丰 富 , 煤 炭 资 源 总量 为 .4 7 亿 万 t , 占全 国 84 .5 % . 随着煤炭 开 采 技 术和 装备越来越 先进 , 开采强度与深 度逐 渐提 高 , 开采规 模 日益 加 大 , 以及 小 窑小 井 的不 规 范 开采 , 多年 来 形成 的采 空 区很 多 , 严 重威 胁 着 西 部 大 开发 的战 略计 划 与建 设 , 影 响西 部经济稳 定 发展 . 如 果不 及 时进 行研 究 与 治理 , 很容 易造 成 大空 区 的动 力破坏 , 进而 演 变 为重 大 灾害 , 这 是 西 部 煤 矿开采 中面 临的 一 个 迫在 眉 睫 的重 大 科 学 问题 ’ 1周 . 塌速 率 大 , 有 动 力学 破 坏特 征 . (3 ) 危 害大 . 这类 围岩 断裂 与 失 稳发 生 时 间 、 地 点具 有 随机 性 、 发生 过程 具 有 突变性 , 其 力学 现象 具有 冲击 性 . 因此 其造 成 的 围岩 断裂 、 错 动 、 失稳 以及 祸合 破坏 ( 有 害气 体 溢 出或 爆 炸 ) 等 动 力 学效应 对 生产和 安全 的危 害极 大 , 甚 至造 成矿 井 停产 或 关 闭 , 造成 的经 济损 失 很 大 . (4 ) 负面 社会 效应 大 . 这 类 突发 性灾 害造 成 的 社 会 效 应 对 西 部 矿 区 的经 济 与 政 治 稳 定 影 响 很 大 , 1 特征 描述 西部矿 山采空 区衍生 动 力灾 害有 四大特 征 : ( l) 尺度 大 . 开采形 成 的大尺 度采 空 区是在 一 定 的煤岩( 脆弱 ) 条 件 、 构造 环境 以及脆弱 的生 态 与干 早 的气 候 中形 成 的 , 其 变 形 的数 量 级 别 大 ( 属于 米 以上 尺度 ) , 这 不 同于其 他坚 硬 ( 如 坚 硬 复合 材料 、 金 属材 料 ) 材 料的微尺 度变形 , 形成 的 平 衡 结构 可 能 维持 几天 , 也 可 能维持几 年 . 但 从 本 质上 讲 , 它 是 一个 暂 时 的结构 , 一旦 受 到某种 外 因的 诱 发 , 就可 能造 成 大尺 度 的动 力 失稳 现 象 , 从而 演 变 为动 力 灾 害 . (2 )变 形速率 大 . 大尺 度采 空 区的 失稳与层 状 矿 床 开采围岩 沉 陷有所 不 同 , 前者 围岩失稳 与坍 收 稿日期 2 0仍刁5一 15 来兴 平 男 , 31 岁 , 博 士后 , 副 教授 * 陕西省 自然 科学基 金 (oN 2 0 03 E2 13 ) 和 教育 部博 士点基金 ( N o . 2 0 0 20 0 0 8 0 2 1) 资 助项 目 2 形成 原 因 大 尺度 采空 区 坍塌 是在特 定 地质 条件 下 , 因 自然和 人 为因素 祸 合触 发形 成 的衍生 灾害 . 采 空 区 上 覆 煤岩 结构 稳 定主 要 由 自然 作用 和 围岩 结 构 的连 接作 用来 维持 . 由于 不 同矿 区 的地质 条 件 相 差很 大 , 大尺 度采空 区坍塌 的主 导 因素 也有 所 不 同 , 主 要 原 因有 : ( l) 许 多矿 区或工 作面 的 断层 比 较多 , 由断层 动 力效 应 诱发 造成 坍塌 . (2 )煤体 内部 气体 运动速 率增加 , 如煤 与 瓦斯 突 出诱 发等 造 成坍 塌 . (3 ) 采 取大 规模 , 高强度 的 开采 技 术 . (4 ) 开 采方 式 与工 作 面 结 构 参数 优 化不 合 理 造 成 , 尤其 是保护 煤 ( 矿 ) 柱 的结 构参 数 不合 理或 支 撑体 系 结构 内部力 学特性 劣 化 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2004. 01. 001

2 北京科技大学学报 2004年第1期 (⑤)不规范开采，如地方小窑小井的不规则开 承受复杂环境作用的演化过程，体现出明显的复 采，其数量之多，破坏性之大，加之小窑之间的井 杂性以及动态变化等特征，现场监测关键要对大 界间距有限，这样很容易造成破坏作用叠加效 尺度采空区准剪切带、剪切带和坍塌区域煤岩断 应 裂界面的滑动摩擦效应，顶板岩层内部形成的拉 (6)气候干旱.西部自然降水较少，造成生态 张应力、抗拉临界强度时产生向下的弯曲和移动 环境极其脆弱，这就为采空区动力破坏孕育提供 进行监测与预报. 了自然条件 监测内容主要包括：(1)开挖边界岩石的破裂 和滑移：(2)垂直或沿单个节理或裂隙面的移动： 3数字化监测与预报分析 (3)边界点上两点间的相对位移：(4)地下水渗流： (5)支护构件的荷载变化：(6)剪切带（面）的正应 要进行灾害及时、有效治理与控制，必须对 力和剪应力：(T)断层活动：（⑧）波的传播.从实际 其进行全过程实时监测，加强“时、空、强”（即能 量、几何、时间)监测预报，其过程监控是以数字 应用来看，综合压力、位移、瞬态瑞雷波和CT探 化过程异变检测和动态系统灾害检测与诊断为 测、声波测井、地质雷达、钻孔电视等探测与监控 基础，其主要研究包括过程的异常变化或动态系 是非常有效的预报方法2- 统功能性故障，涉及过程破坏检测、幅度识别、时 4结论 间推断、机理诊断、影响分析以及针对不同灾害 应该采取的处理措施或对策等.针对大尺度采空 ()大尺度采空区衍生动力灾害治理具有很 区围岩介质非稳态运动力学特征，其预测预报基 大的复杂性，是迫切需要解决的重大科学问题， 础理论必须是室内实验与现场监测相结合， 也是目前和今后西部矿山开采中面临的最大技 3.1室内测试与实验 术难题，综合应力/应变、位移、地质异常探测与 利用实验可获取对机理的认识，利用声发射 监控是解决西部矿山大尺度采空区衍生灾害与 监测大尺度采空区动力破坏相似模拟材料实验 控制的基础研究很有创新性， 中动力破坏过程以及定量化分析，找出表征大采 (2)利用室内物理实验获取衍生灾害产生机 空区突然失稳特征参数的“警戒值（区）”，为大尺 理，找出表征大采空区突然失稳特征参数的“警 度采空区灾害治理提供决策依据网.地质领域中 戒值（区）”，为大尺度采空区的有效、准确及时预 存在的大量剪切带或应变局部化现象可以在煤 报以及灾害治理提供决策依据 岩等材料中观测到.应用应变梯度塑性理论对韧 (3)建立有效的大尺度采空区动力灾害监测 性剪切带进行理论分析可获得韧性剪切带内部 预报体系，提供大采空衍生灾害预报与控制的有 局部剪应变（率）分布规律，剪切带错动总位移及 效途径，验证大采空区关键煤柱与层位的失稳检 剪切带法向位移的理论表达式，以及韧性剪切带 测、非对称载荷造成的剪切破坏（源）、煤柱结构 内部体积应变（率）和孔隙率分布规律酬.声发射 参数合理性，完善采空区衍生灾害过程检测实验 和CT研究大空区煤岩介质断裂韧度以及破裂过 理论与技术 程是非常有效的手段，CT技术可以观测岩石在 空间和时间上破坏形态、变化的全过程，为介质 致谢感谢北京科技大学蔡美峰教授、窑街煤业股份公 损伤与裂隙动力演化趋势提供可视化理论基础， 司王军高级工程师、宁夏煤业集团李玉民总工程师、西 利用扫描电镜对煤岩等介质破裂断口和不同损 安科技大学石平五教授、伍永平教授和柴敬教授以及 西安光机所纤维与集成光学研究所李会录博士的鼓励 伤阶段过程时损伤界面形貌观察，为确定断裂源 与启发， 或初始坍塌位置提供理论依据. 另外已有学者成功开展了煤岩受压红外热 参考文献 象与辐射温度特征实验研究与煤岩变形破裂电 【朱旺喜，王来贵，王建国，等，资源枯竭城市灾害形成 磁辐射的实验研究.川 机理与控制战略研讨[M).北京：地质出版社，2003 3.2现场监测应用 2谢和平.中国能源发展趋势与跨世纪煤炭科技展望 可持续发展与煤炭工业报告文集M.北京：煤炭工 西部矿山衍生灾害实质上是复杂地层结构 业出版社，1998

北 京 科 技 大 学 学 报 20 04 年 第 1期 ( 5) 不 规 范开采 , 如地 方 小窑 小井 的不 规则 开 采 , 其 数量 之 多 , 破 坏 性之 大 , 加之 小 窑之 间 的井 界 间距 有 限 , 这 样 很 容 易 造 成破 坏 作 用 叠 加 效 应 . (6 ) 气 候干 旱 . 西部 自然 降水较 少 , 造 成 生 态 环 境极 其脆弱 , 这 就 为采 空 区动力 破坏 孕育 提供 了 自然 条 件 . 3 数字 化 监 测 与 预报 分 析 要 进行 灾 害及 时 、 有效治 理 与控 制 , 必须 对 其 进 行全 过 程 实 时监测 , 加 强 “ 时 、 空 、 强 ” ( 即能 量 、 几 何 、 时 间 ) 监 测 预报 , 其 过程 监 控 是 以数 字 化 过 程 异 变检 测 和 动 态 系 统 灾 害检 测 与诊 断 为 基 础 , 其 主要 研 究包括过 程 的异 常变 化或 动态 系 统 功 能性 故 障 , 涉 及 过程 破坏 检测 、 幅度 识 别 、 时 间推 断 、 机 理 诊 断 、 影 响 分析 以及 针 对 不 同灾 害 应 该 采取 的处理 措施 或对 策等 . 针 对 大尺 度采 空 区 围岩 介质 非稳态 运动 力 学特征 , 其预 测预 报 基 础 理 论 必须 是 室 内实 验 与现 场监 测 相 结合 件, . .3 1 室 内测试 与实 验 利 用 实验 可获 取对 机 理 的认 识 , 利 用 声发 射 监测 大 尺 度采 空 区动 力 破 坏 相似 模 拟 材 料 实验 中动 力破 坏过 程 以及 定量 化分 析 , 找 出表 征大采 空 区 突然 失稳特 征参 数 的 “ 警 戒值 ( 区 ) ” , 为大 尺 度采 空 区灾 害 治理 提供 决策 依 据` 5,6] . 地 质领 域 中 存在 的大 量 剪 切 带 或应 变 局 部 化现 象 可 以 在 煤 岩等材料 中观 测 到 . 应用 应变梯度 塑性 理论 对韧 性剪 切 带 进 行 理 论 分析 可 获 得 韧性 剪 切 带 内部 局部 剪应 变 (率 )分 布规 律 , 剪 切 带错 动 总位 移及 剪切 带法 向位 移 的理 论表 达 式 , 以及 韧性 剪切 带 内部 体积 应 变 (率 ) 和孔 隙率 分布 规 律 〔7, . , . 声发射 和 C T研 究大 空 区 煤 岩介 质 断裂 韧度 以及破 裂 过 程是 非 常有 效 的手 段 , C T 技术 可 以观 测岩 石 在 空 间和 时 间上 破坏 形 态 、 变 化 的全过 程 , 为介 质 损伤 与裂 隙动 力演 化趋 势 提供 可视 化理 论基 础 . 利 用扫 描 电镜对 煤 岩 等 介 质 破裂 断 口 和 不 同损 伤阶 段过程 时损伤 界面 形 貌观 察 , 为 确定 断裂源 或初 始坍 塌 位 置提 供 理 论依 据 `刃 . 另外 己 有 学 者 成 功 开 展 了煤 岩 受 压 红 外 热 象 与辐 射 温 度特 征 实验 研 究 与煤 岩 变 形 破 裂 电 磁辐 射 的 实验 研 究`, 0,1 1] . .3 2 现 场 监 测应 用 西 部 矿 山衍 生 灾 害 实 质 上 是 复 杂 地 层 结 构 承 受复 杂环 境 作用 的演 化过 程 , 体 现 出 明显 的复 杂 性 以及动 态变 化等 特征 , 现场 监 测关 键 要对 大 尺 度采 空 区准剪切 带 、 剪切 带 和坍 塌 区域 煤岩 断 裂 界面 的滑 动摩 擦 效应 , 顶 板 岩层 内部 形 成 的拉 张应 力 、 抗 拉 临界 强度 时产 生 向下 的 弯 曲和移 动 进 行监 测 与 预报 . 监 测 内容主 要包 括 : ( l) 开挖边 界岩 石 的破 裂 和 滑移 ; (2 ) 垂直 或 沿单 个 节 理 或裂 隙 面 的移 动 ; (3 )边 界 点上 两 点 间 的相对 位 移 ; ( 4) 地 下 水渗 流 ; (5) 支 护 构件 的荷载 变 化 ; (6) 剪切 带 ( 面 ) 的正 应 力 和剪 应 力 ; (7) 断层 活 动 : ( 8) 波 的传 播 . 从 实 际 应 用来 看 , 综合 压 力 、 位移 、 瞬 态 瑞 雷波 和 C T 探 测 、 声波 测 井 、 地质 雷达 、 钻 孔 电视 等探 测 与监控 是 非 常有 效 的预 报方 法 `12 一 10] . 4 结论 ( l) 大 尺度 采 空 区衍 生动 力 灾 害 治理 具 有很 大 的 复杂 性 , 是 迫切 需 要 解 决 的重 大科 学 问题 , 也 是 目前和 今 后 西 部矿 山开采 中面 临 的最 大 技 术 难题 , 综 合应 力 /应 变 、 位移 、 地 质 异 常探 测 与 监 控 是 解 决西 部 矿 山 大 尺 度采 空 区 衍 生 灾 害 与 控 制 的基 础研 究 很 有创 新 性 . (2 ) 利 用 室 内物 理 实验 获 取衍 生 灾 害产 生机 理 , 找 出表 征 大采 空 区突 然 失稳 特 征 参数 的 “ 警 戒 值 ( 区 ) ” , 为大 尺度采空 区 的有 效 、 准 确及 时预 报 以及 灾 害 治理 提 供 决策 依 据 . (3 ) 建 立有 效 的 大尺 度 采 空 区动 力 灾害监 测 预 报体 系 , 提供 大采 空 衍生 灾 害预报 与 控制 的有 效 途径 , 验 证大 采空 区关键 煤柱 与层 位 的失稳 检 测 、 非 对称 载 荷造 成 的剪切 破 坏 ( 源 ) 、 煤 柱结 构 参 数合 理性 , 完 善采 空 区衍 生 灾害过 程检 测 实验 理 论 与技 术 . 致 谢 感谢 北京科 技 大学 蔡美峰 教授 、 窑街煤 业股份 公 司王 军高 级工程 师 、 宁夏 煤业集 团李 玉 民总 工程师 、 西 安 科技 大学 石平 五教 授 、 伍 永 平教授 和柴 敬教 授 以及 西 安光机所 纤 维与集 成光 学研究所 李 会录博 士 的鼓励 与启发 . 参 考 文 献 l 朱 旺喜 , 王 来 贵 , 王建 国 , 等 . 资源 枯 竭城 市 灾害 形成 机 理与 控制 战略研 讨 [M ] . 北 京 : 地 质 出版 社 , 2 0 0 3 2 谢 和平 . 中国能源发 展趋势 与跨 世纪煤 炭科 技展 望 , 可 持续 发展 与煤 炭工 业报 告文集 [M ] . 北 京: 煤 炭工 业 出版 社 , 1 9 9 8

Vol.26 No.1 来兴平：西部矿山大尺度采空区衍生动力灾害控制 ·3 3吴立新，王金庄，郭增长.煤柱设计与监测基础M) ground collapse in mines [J].Int J Rock Mech Min Sci, 徐州：中国矿业大学出版社，1999 2001,38:957 4石平五，来兴平，伍永平.复合岩体支护巷道破坏规 13 Holla L.Ground movement due to longwall mining in 律的实验系统研制与应用)北京科技大学学报， high relief areas in new south Wales [J].Int J Rock Mech 2002,24(3):231 Min Sci,1997,34:775 5蔡美峰，来兴平.岩石基复合材料支护采空区动力 14蔡美峰，来兴平，复合坚硬岩石巷道塌陷段监控的 失稳声发射特征统计分析，岩土工程学报，2003， 研究与应用切.岩石力学与工程学报，2003,22(3)： 25(1):514 391 6 Shi P W,Lai X P,Gao ZN.Damage statistical mechanics 15 Cai M F,Lai X P.Monitoring and analysis of nonlinear dy- model of top coal in steep top caving coal [J].J Univ Sci namic damage of transport roadway supported by com- Technol Beijing,2003,10(1):125 posite hard rock materials in Linglong Gold Mine [J].J 7刘宝琛.实验断裂、损伤力学测试技术M.北京：机 Univ Sci Technol Beijing,2003,10(2):827 械工业出版社，1994 16 Lai X P.Research on inspection of stability of subsiding 8王学滨，潘一山，马瑾.基于应变梯度理论的韧性剪 area in composite rockmass roadway [J].J Coal Sci Eng, 切带理论研究[.地质力学学报，2002,8(1)：796 2002,8(1):216 9来兴平.基于非线性动力学采空区稳定性集成监测 17蔡美蜂，来兴平，李长洪.耦合监控在地下主运输巷 分析与预报系统研究及应用D]北京：北京科技大 塌陷区锚固段应用[).北京科技大学学报，2001,23 学，2002 (4):293 10吴立新，王金庄.煤岩受压红外热象与辐射温度特 18来兴平，暴雨入渗对复合岩体巷道环境损伤影响的 征实验研究[).中国科学(D辑)，1998,28(1)：416 分析J1.北京科技大学学报，2002,246)：585 11何学秋，王恩元，聂百胜，等.煤岩流变电磁动力学[) 19任奋华，蔡美峰，来兴平，等，采空区覆岩破坏高度 北京：科学出版社，2003 测控试验研究[).西安科技大学学报，2003,22(3)： 12 Szwedzicki T.Geotechnical precursors to large-scale 101 Derived Dynamic Disasters of Large Scale Mined-out Area for West Coal Mines LAⅡXingping 1)The Key Lab of West Mine Mining and Hazard Control of the Ministry of Education,Xi'an University of Science and Technology,Xi'an 710054,China 2)Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT It is the most important research for west coal mining presently to control the derived dynamical disasters of large scale mined-out area.In order to obtain reliable evidence to control the disasters,some characters, causes and essentials were analysed.The result shows that a technology based on digital monitoring and predicting can control the derived dynamical disasters of large scale mined-out area for west coal mines. KEY WORDS west coal mine;large scale mined-out area;derived dynamic disaster;abruptly collapse;moni- toring and predicting

从】1 . 2 6 N o . l 来 兴平 : 西部 矿 山大尺 度采 空 区衍生 动 力灾 害控制 3 吴立 新 , 王金庄 , 郭增长 . 煤 柱设 计 与监测 基础 [M』 . 徐州 : 中国矿业 大 学 出版社 , 1 9 9 4 石 平五 , 来兴 平 , 伍 永平 . 复合 岩体 支护 巷道 破坏 规 律 的实 验系 统研制 与应 用 [J] . 北 京科 技大 学学 报 , 2 0 0 2 , 2 4 ( 3 ) : 2 3 1 5 蔡美 峰 , 来 兴平 . 岩 石基 复合 材料 支护 采 空区动 力 失稳 声 发射特 征 统计 分析 [J] . 岩土工 程 学报 , 2 0 03 , 2 5 ( l ) : 5 14 6 S h i P W, L a i X ,P G ao Z N . D am ag e s at t 1 s ti e a l m e e h an i e s m o d e l o f t oP e o a l in set e P t OP c va i gn e o al [ J ] . J nU i v s e i eT c hn o l B e ij i n g , 2 0 0 3 , 1 0 ( l ) : 1 2 5 7 刘 宝深 . 实 验 断裂 、 损 伤力 学测 试技 术 [M ] . 北京 : 机 械工 业 出版社 , 19 94 8 王 学滨 , 潘一 山 , 马瑾 . 基 于应 变梯 度理 论 的韧性 剪 切带 理论 研究 [J] . 地 质力 学学 报 , 2 0 02 , 8( l) : 7% 9 来兴 平 . 基 于非 线性 动力 学采 空区 稳定 性集 成监 测 分析 与预 报 系统研 究及 应用 【D ] . 北 京: 北京 科技 大 学 , 2 0 02 10 吴立 新 , 王 金庄 . 煤 岩受 压红 外热 象与 辐射 温度 特 征 实验研 究 [J ] . 中 国科 学 (D 辑 ) , 19 9 8 , 2 5 (l ) : 4 1 6 1 何 学秋 , 王恩 元 ,聂 百胜 ,等 . 煤岩 流变 电磁 动力 学 [几 北京 : 科学 出版 社 , 2 0 03 12 Swz e 面 e ik .T G e o et e lm i e a l P r e e ur s o r s ot lar g e 一 s e a l e gr o u n d e o l laP s e i n m in e s [J] . Int J OR e k Me e h M in S e i , 2 0 0 1 , 3 8 : 9 5 7 1 3 H o ll a L . G r o u n d m o v e m e nt du e ot l o n g w a ll m i n i n g i n h ihg er li e f aer as i n ne w s o u ht w hl e s [J ] . I nt J OR c k M ec h M i n S e i , 1 9 9 7 , 3 4 : 7 7 5 14 蔡 美峰 , 来 兴平 , 复合 坚硬 岩石 巷道 塌 陷段监 控 的 研 究 与应用 明 . 岩 石力 学与 工程 学报 , 2 003 , 2 (3 ) : 3 9 1 1 5 C a i M F, L a i X .P M o n i t o ir n g a n d an aly s i s o f n o n li n e ar 勿 - n am i e d aJ的 ag e o f t r a n sP o rt or a dw ay s u Pop ert d by c o m - P o s i t e h ar d r o e k m a t e ir a l s in L i gn l o n g G o ld M i n e [J] . J nU i v S e i eT c hn o l B e ij ign , 2 0 0 3 , 10 ( 2 ) : 8 2 7 1 6 L a i X R eR s e ar c h o n in s pe c ti o n o f s at b il iyt o f s u b s idi n g aer a i n e o m P o s iet cor km as s or a dw ay [ J ] . J C o a l S e i E n g , 2 0 0 2 , 8 ( l ) : 2 1 6 17 蔡美 峰 , 来 兴平 , 李长洪 . 祸合 监控 在地 下主运 输巷 塌 陷 区锚 固段应 用 [J] . 北京 科技 大学 学报 , 2 0 0 1 , 23 ( 4 ) : 2 9 3 18 来兴 平 . 暴雨 入渗 对 复合岩 体 巷道 环境损 伤 影响 的 分 析 lJ ] . 北京 科技 大学 学报 , 20 02 , 2 4 ( 6 ) : 5 8 5 19 任奋 华 , 蔡美 峰 , 来 兴平 , 等 . 采 空 区覆岩 破坏 高度 测 控试验 研 究 阴 . 西 安科 技大 学学 报 , 2 0 03 , 2 2( 3) : 1 0 1 D e ir v e d D yn am i e D i s a s t e r s o f L a gr e S e a l e M i n e d 一 o ut 户J e a fo r 研e/ s t C o a l M i n e s 五翅了爪 刀即ing .l2) l ) hT e K即 L ab o f w 七s t M in e M in ing an d H 崔乙犷d C o n t r 0 1 o f ht e M in i s tyr o f E du e iat o n , X i , an U n i v e sr iyt o f S e i e n ce an d eT c h n o l o gy , X i , an 7 10 0 5 4 , C h i n a 2 ) C i v i l an d Evn i r o n m e n t a 1 E n g in e e n n g S e h o o l , nU i v e rs ity o f s e i e cn e an d eT e hn o l o gy B e ij i n g , B e ij in g 1 00 0 8 3 , C h ian A B S T R A C T tI 1 5 hte m o st l n P o 比坦t r e s e ar e h ofr w e st e o al m iin gn P r e s e in ly ot e o n tr o l ht e d e ir v e d dy n am i e a l di s as t e r s o f l a J艺e s e al e m in e d 一 0 u t are a . ih o r d e r t o Ob t a i n re li ab l e e v ide n e e ot e o ltr o l ht e d i s as te rs , s om e e h a r a c et r s , e aus e s an d e s s e n tl a l s w er an a l y s e d . T h e er s ul t s h o w s t h a t a et c lm o l o gy b as e d o n d iig at l m o n it o inr g an d P r e id e t ign e an e o n tr o l het d e ivr e d d y n am i e al id s as t e sr o f l agr e s e al e m in e d- o ut aer a fo r w e st e o a l m in e s . K E Y W O R D S w e st e o al m i n e ; l a r g e s e al e m in e d 一 皿 t aer a ; d e ivr e d d y n am i e d i s as t e r : ab ur Pt l y e o ll ap s e : m on i - t o r i n g an d P r e id ict gn