论文摘要
老采空区残留空洞、空隙是影响老采空上方建筑地基稳定性的主要因素，研究老采空区残留空洞和空隙分布规律、建立老采空区残余移动和变形预测模型，对老采空区地基稳定性评价、有害气体分布、煤层自然、地下水运移等都具有重要的理论和实际意义。本论文通过实测资料分析、理论推导，确立了老采空区覆岩空间结构类型，分析并总结了老采空区残留空洞、空隙分布规律，建立了各种覆岩空间结构类型的残留空洞、空隙预测模型。通过理论分析构建了概率积分法修正模型及参数选取原则。最后建立了基于老采空区残留空洞、空隙和概率积分修正模型的老采空区残余移动和变形预测理论及方法。论文的主要研究成果及创新点为：1)根据空洞、煤柱之间的相互关系，在平面方向上，将老采空区覆岩结构类型分为“”、“工”、“伞”型三种基本类型，竖直方向上根据上覆岩层结构及性质又分为：（1）上覆岩层为松散岩土层（土层、风化层等）；（2）两端位于煤岩柱、中间悬空的弹性地基梁；（3）砌体梁；（4）两端位于煤岩柱、中间位于垮落岩体上的弹性地基梁四种类型。2)分析研究了砌体梁产生的前提条件为：岩块允许最大倾角、最大有效高度（采厚与直接顶碎胀增加量之差）、直接顶厚度三个条件。3)根据现场实测钻孔数据资料，总结分析了老采空区残留空洞、空隙在水平方向和竖直方向上的分布规律，建立了空洞、空隙量与采厚比和离工作面边界距离的关系，推导了“”、“工”型覆岩结构类型老采空区残留空洞、空隙的理论与简化计算公式；构建了破碎岩块圆假设理论，基于此理论，分析探讨了破碎岩块的碎胀系数、破碎岩块应力与应变关系、破碎岩块弹性模量的计算方法。4)基于概率积分法原理，构建了地表移动和变形的概率积分法修正模型，即视作三个不同主要影响半径（r1、R1、R2）的开采引起的移动变形加权值（1、-1/t1、1/t2）；确立了概率积分法修正模型参数选取准则及选取方法。5)建立了基于老采空区残留空洞、空隙和概率积分法修正模型的老采空区残余移动变形预测模型，对老采空区残余移动和变形预测模型参数的选取依据及方法进行了研究。总结分析了半无限采空区、不同煤柱宽度、不同采空区宽度的老采空区残余移动变形规律。同时进行了老采空区残余移动变形和老采空区残留空洞、空隙对邻近工作面开采地表移动规律影响的实例应用分析。该论文有图71幅，表27个，参考文献228篇。