淺埋煤層長壁開采巖層控制

序
前言
第1章 淺埋煤層巖層控制基本理論 1
1.1 研究背景 1
1.2 淺埋煤層巖層控制理論進展 2
1.3 淺埋煤層覆巖垮落結構特征與淺埋煤層定義 4
1.3.1 淺埋煤層覆巖垮落規(guī)律與頂板結構特征 4
1.3.2 覆巖運動特征與淺埋煤層定義 10
1.4 老頂巖塊端角摩擦系數(shù)和擠壓系數(shù) 11
1.5 淺埋煤層采場頂板結構基本理論 14
1.5.1 淺埋煤層采場老頂初次來壓的結構理論 14
1.5.2 淺埋煤層采場老頂周期來壓的結構理論 16
1.5.3 頂板載荷傳遞與支架工作阻力的確定 19
1.6 本章小結 20
第2章 淺埋煤層厚松散層動態(tài)載荷傳遞規(guī)律 22
2.1 動態(tài)載荷智能數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng)開發(fā) 22
2.2 淺埋煤層厚松散層破壞特征 26
2.2.1 載荷傳遞模擬實驗設計 26
2.2.2 沙土層破壞特征 27
2.3 采動厚沙土層動態(tài)載荷傳遞規(guī)律 29
2.3.1 采動頂板關鍵層動態(tài)載荷總體分布規(guī)律 30
2.3.2 采場頂板關鍵塊結構的動態(tài)載荷分布規(guī)律 31
2.4 厚松散層載荷傳遞因子確定 33
2.4.1 載荷傳遞因子的提出 33
2.4.2 載荷傳遞的巖性因子 33
2.4.3 卸荷拱的高度 34
2.4.4 載荷傳遞的時間因子 36
2.4.5 B關鍵塊上的載荷確定 37
2.5 本章小結 37
第3章 淺埋煤層大采高工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 39
3.1 淺埋煤層普通采高工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 39
3.1.1 采高2.2m的普采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 39
3.1.2 淺埋煤層3.5m采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 42
3.2 采高4～5m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 46
3.2.1 淺埋煤層4m采高工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 47
3.2.2 淺埋煤層4.3m采高快速推進工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 50
3.2.3 采高4.5m綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 51
3.3 采高5～6m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 52
3.3.1 采高5.5m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 52
3.3.2 采高6m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 56
3.4 采高6～7m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 59
3.4.1 采高6.3m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 59
3.4.2 采高6.9m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 61
3.4.3 采高7m工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 62
3.5 大采高綜采工作面礦壓規(guī)律分析 65
3.5.1 淺埋煤層大采高工作面礦壓顯現(xiàn)一般規(guī)律 66
3.5.2 典型淺埋煤層與近淺埋煤層大采高工作面礦壓對比 68
3.6 本章小結 69
第4章 大采高工作面等效直接頂與覆巖結構形態(tài)模擬 70
4.1 淺埋煤層大采高工作面覆巖破壞規(guī)律 70
4.1.1 物理模擬實驗設計 70
4.1.2 淺埋煤層5m大采高工作面覆巖破壞規(guī)律 72
4.2 大采高工作面等效直接頂?shù)亩x與分類 78
4.2.1 等效直接頂?shù)亩x 78
4.2.2 等效直接頂?shù)姆诸?nbsp;78
4.3 等效直接頂?shù)膽Ψ植?nbsp;81
4.4 等效直接頂與支架初撐力 82
4.5 淺埋煤層大采高工作面老頂結構數(shù)值模擬 85
4.5.1 數(shù)值計算模型 85
4.5.2 典型淺埋煤層頂板結構特征 88
4.5.3 近淺埋煤層模擬結果分析 90
4.6 本章小結 93
第5章 大采高工作面頂板結構及支護阻力的確定 95
5.1 典型淺埋煤層大采高工作面頂板結構及支護阻力分析 95
5.1.1 大采高工作面頂板“高位臺階巖梁”結構模型 95
5.1.2 “高位臺階巖梁”結構力學分析 96
5.1.3 大采高工作面支架額定工作阻力的確定 98
5.1.4 大采高工作面支架工作阻力的實例分析 100
5.1.5 大采高工作面支架工作阻力影響因素分析 101
5.2 近淺埋煤層大采高工作面雙關鍵層結構分析 103
5.2.1 近淺埋大采高工作面支架載荷特征 103
5.2.2 近淺埋大采高工作面頂板結構形態(tài) 105
5.2.3 近淺埋頂板“雙關鍵層”結構穩(wěn)定性分析 108
5.2.4 支架合理支護阻力的確定 111
5.3 本章小結 112
第6章 大采高工作面煤壁片幫控制 114
6.1 煤壁片幫基本特征 114
6.2 煤壁應力場及片幫過程分析 117
6.3 煤壁穩(wěn)定性的柱條模型分析 118
6.4 支護阻力對煤壁穩(wěn)定性的影響 120
6.5 片幫的控制原則 123
6.6 本章小結 125
第7章 淺埋近距離煤層群頂板結構與巖層控制 126
7.1 淺埋近距離煤層群分類及其結構特征 126
7.1.1 淺埋近距離煤層群分類 126
7.1.2 淺埋極近距離煤層覆巖垮落規(guī)律與結構特征 128
7.1.3 淺埋近距離煤層覆巖垮落規(guī)律與結構特征 134
7.2 淺埋極近距離煤層頂板結構分析 143
7.2.1 頂板活化結構模型 144
7.2.2 工作面支護阻力的確定 144
7.2.3 實例分析 146
7.3 淺埋單關鍵層近距離煤層頂板結構分析 146
7.3.1 單關鍵層頂板結構模型 147
7.3.2 工作面支護阻力的確定 147
7.3.3 實例分析 148
7.4 淺埋雙關鍵層近距離煤層頂板結構分析 148
7.4.1 雙關鍵層頂板結構模型 148
7.4.2 工作面支護阻力的確定 149
7.4.3 實例分析 150
7.5 本章小結 151
第8章 淺埋煤層保水開采巖層控制 152
8.1 概述 152
8.2 固液耦合相似模擬技術 153
8.2.1 高精度固液氣三相介質實驗裝置 153
8.2.2 隔水層物理性質及應力應變全程曲線測定 155
8.2.3 隔水層的水理性和應力應變全程相似條件的建立 158
8.2.4 隔水層相似材料及其配比的研制 160
8.2.5 隔水黏土層相似材料配比性能 161
8.3 采動覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律與隔水性 165
8.3.1 隔水巖組采動導水裂隙規(guī)律與隔水性 166
8.3.2 上行裂隙帶發(fā)育高度 167
8.3.3 下行裂隙帶發(fā)育深度 168
8.4 隔水性判據(jù)與保水開采分類 171
8.4.1 隔水巖組的隔水性判據(jù) 172
8.4.2 保水開采分類 172
8.4.3 淺埋煤層保水開采巖層控制理論 173
8.5 淺埋煤層條帶充填保水開采巖層控制 174
8.5.1 充填開采方法與技術 174
8.5.2 充填材料及其力學特性 178
8.5.3 條帶充填隔水巖組穩(wěn)定性分析 181
8.5.4 上行裂隙發(fā)育高度的確定 184
8.5.5 下行裂隙發(fā)育深度及位置 187
8.5.6 條帶充填開采隔水巖組穩(wěn)定性判據(jù) 189
8.6 本章小結 192
第9章 淺埋煤層群開采集中應力與地裂縫控制 194
9.1 淺埋煤層群的煤柱群結構效應物理模擬 194
9.1.1 不同煤柱錯距的覆巖垮落與煤柱應力 194
9.1.2 不同煤柱錯距的覆巖裂隙演化規(guī)律 197
9.2 避開煤柱集中應力的區(qū)段煤柱錯距計算模型 201
9.2.1 不同錯距煤柱垂直應力分布規(guī)律 201
9.2.2 避開煤柱集中應力的區(qū)段煤柱錯距 203
9.3 減輕地表損害的區(qū)段煤柱錯距計算模型 204
9.4 兼顧應力和裂隙耦合控制的煤柱錯距確定 206
9.5 本章小結 207
參考文獻 208
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