中国煤矿采场围岩控制PDF电子书下载

总论 1

一、采场矿山压力及控制原理 17

1.矿山压力基本概念 21

2.围岩基本力学性质 23

2.1 煤系岩层岩块的力学性质 23

2.2 岩石的强度理论 25

2.3 岩体强度 27

2.4 岩石的变形性质 29

2.5 煤矿软岩 33

3.顶板分类 34

3.1 直接顶分类方案及其指标 35

3.2 顶板分类与支架选型及参数选择 36

3.3 国内顶板分类实践 37

3.4 国外顶板分类方案 42

4.底板特征 47

5.采场周围应力分布及支承压力 53

5.1 采场周围应力分布 54

5.2 回采工作面前后支承压力 56

5.3 支承压力极限平衡区宽度 58

6.2 悬臂梁假说 60

6.采场矿山压力假说 60

6.1 压力拱假说 60

6.3 铰接岩块假说 61

6.4 预成裂隙假说 61

6.5 我国学者在岩体结构力学模型上的发展 62

6.6 国外有关工作面顶板压力计算的力学模型 67

7.老顶的断裂形式 70

7.1 老顶“板”内的应力分析 70

7.2 老顶岩层的破断 71

8.老顶的初次断裂步距 77

9.老顶稳定性分析 83

10.采场的初次来压与周期来压 87

11.采空区处理技术 90

11.1 垮落法 90

11.2 充填法 91

12.直接顶及其稳定性分析 95

13.采场顶板下沉量的估算 98

14.采场顶板压力与支架工作阻力的估算 101

14.1 经验估算法 101

14.2 从老顶形成结构的平衡关系估算 102

14.4 实测法 104

14.3 威尔逊估算法 104

15.采场支护原理及支架力学特性 109

15.1 采场支护原理 109

15.2 采场支柱的力学特性 110

16.单体支架工作特性分析 118

17.采场支架的临界阻力及合理支护强度 121

17.1 采场支架的临界阻力 121

17.2 采场合理支护强度 123

18.采场支架与围岩的相互作用 125

18.1 液压支架受力及适应性分析 125

18.2 老顶运动对支架围岩关系的影响 128

二、采场顶板事故及其预防 133

19.采场顶板事故分类 137

20. 压垮型冒顶的机理及预防 139

20.1 老顶来压时的压垮型冒顶 139

20.2 厚层难垮顶板大面积冒顶 141

20.3 直接顶导致的压垮型冒顶 142

20.4 综采工作面压坏支架问题 142

21.漏冒型冒顶的机理及预防 143

21.1 大面积漏垮型冒顶 143

21.2 局漏冒型冒顶 143

22.2 复合顶板推垮型冒顶的特点 145

22.复合顶板推垮型冒顶的机理及预防 145

22.1 复合顶板的概念 145

22.3 复合顶板推垮型冒顶的机理 146

22.4 采场中容易发生复合顶板推垮型冒顶的地点 147

22.5 预防复合顶板推垮型冒顶的措施 147

23.金属网下推垮型冒顶的机理及预防 150

23.1 顶板条件 150

23.2 金属网下推垮型冒顶的特点 150

23.3 金属网下推垮冒顶的机理 151

23.4 预防金属网下推垮型冒顶的措施 151

24.1 大块孤立顶板旋转推垮型冒顶 152

24.其他类型推垮型冒顶的机理及预防 152

24.2 冲击推垮冒顶 153

24.3 采空区冒杄冲入采场推垮型冒顶 153

24.4 综采工作面推倒支架问题 154

25.综采工作面直接顶的端面冒落及其防治 155

25.1 直接顶端面冒落的现场观测 155

25.2 端面顶板冒落的机理 156

25.3“支架围岩”关系与端面冒落 157

25.4 端面顶板冒顶的防治原则 157

三、 冲击地压及其预防 161

26.冲击地压现象及机理 165

27.冲击地压发生的判别准则 167

28.冲击地压的预测方法 170

28.1 经验类比法 172

28.2 钻屑法 172

28.3 地音流动检测法 176

28.4 煤层围岩压力变形观测法 177

28.5 地音和微震系统监测 179

28.6 综合预测方法 182

29.1 采用合理的开拓布置和开采方式 185

29.冲击地压的防范措施 185

29.2 开采解放层 187

29.3 煤层预注水 188

29.4 厚层坚硬顶板的预处理 193

30.冲击地压的解危措施 196

30.1 煤破卸压 196

30.2 钻孔卸压 199

30.3 诱发爆破 203

四、综采工作面顶板控制 205

31.1 液压支架的结构 209

31.液压支架架型 209

31.2 液压支架的架型 211

32.液压支架参数 216

32.1 液压支架工作阻力 216

32.2 初撑力 220

33.支撑式液压支架受力分析 222

33.1 顶梁载荷分布公布及计算 222

33.2 工作面矿压特点及适用条件 225

34.掩护式液压支架受力分析 227

34.1 掩护式支架受力分析 227

34.3 掩护式支架掩护梁受力 233

34.4 掩护式支架底座对底板的压力 234

34.5 各种掩护支架工作面矿压显现特点及适用条件 236

35.支撑掩护式液压支架 238

35.1 支撑掩护式支架受力分析 238

35.2 支撑掩护式支架外载观测结果 240

35.3 支撑掩护式支架掩护梁受载 243

35.4 支撑掩护式支架底座以底板的压力 243

35.5 支撑掩护式支架的特点及适用条件 244

36.液压支架选型 246

36.1 液压自移支架的选型顺序 246

36.3 综合评分法 247

36.2 分析比较法 247

36.4 支架评分法选型计算举例 249

37.破碎顶板控制 250

37.1 影响端面顶板冒落的因素 250

37.2 破碎顶板的控制技术 256

38.坚硬顶板控制 260

38.1 坚硬顶板工作面矿压显现规律 260

38.2 坚硬顶板与支架相互作用 262

38.3 坚硬顶板的控制 263

39.1 大采高综采支架 272

39.大采高工作面顶板控制 272

39.2 大采高支架的合理阻力及架型 274

39.3 大采高综采面煤壁片帮及防治 278

40.分层开采综采工作面顶板控制 281

40.1 分层开采的矿压显现规律 281

40.2 人工顶板 284

40.3 关于顶网管理 286

40.4 分层联网支架 286

41.综采工作面端头顶板控制 292

41.1 端头顶板破断规律 292

41.2 综采工作面端头支护的要求与形式 293

41.3 液压端头支架 294

42、 放顶煤开采顶板控制 299

42.1 放顶煤液压支架 299

42.2 煤、岩移动及垮放规律 304

42.3 放顶煤工作面支架与围岩关系 309

43.倾斜煤层综采工作面顶板控制 312

43.1 倾斜煤层矿压特点 312

43.2 液压支架的稳定性及技术要求 313

43.3 支架的防倒防滑 316

43.4 长壁工作面的顶板控制 318

44.1 急斜综采面支架与围岩关系特点 321

44.急斜综采工作面围岩控制 321

44.2 开采急斜煤层的液压支架 322

45.急斜特厚煤层放顶煤开采围岩控制 326

45.1 急斜放顶煤工作面围岩控制特点 327

45.2 顶煤破碎及放煤参数 328

45.3 支架架型与工作阻力 330

45.4 覆岩破坏及治理 331

46.综采工作面始采时顶板控制 333

46.1 开切巷支护 333

46.2 工作面设备的安装方式 335

46.3 工作面始采时的顶板控制 337

47.1 末采撤架时的顶板控制 340

47.综采工作面末采时顶板控制 340

47.2 大倾角综采工作面末采时的顶板控制 342

47.3 利用撤架辅助巷控制顶板 343

47.4 分层开采时下分层的终采线位置 344

48.综采工作面特殊条件下顶板控制 346

48.1 过断层时的顶板控制 346

48.2 过陷落柱时的顶板控制 348

48.3 旋转工作面顶板的控制 350

49.1 注浆材料 355

49.煤帮与顶板的固化技术 355

49.2 注浆设备和系统 358

49.3 注浆工艺 360

49.4 固化效果及评价 362

49.5 发泡水泥充填冒顶空洞 362

50.锚杆加固围岩技术 365

50.1 利用木锚杆加固煤壁 365

50.2 利用聚氨脂药包加锚杆加固法 366

50.3 水力膨胀长式锚杆加固煤壁 367

50.4 快硬水泥锚杆加固煤岩 367

50.5 锚杆加固煤岩法的适用条件 368

五、单体液压支柱工作面顶板控制 371

51.1 顶板控制原理 374

51.单体液压支柱工作面顶板控制原理及目标 374

51.2 顶板控制目标 375

51.3 单体液压支柱工作面顶板控制设计的基础 375

51.4 单体液压支柱工作面顶板控制原则 378

52.顶板状态参数 381

52.1 顶底板移近量 381

52.2 端面冒高 382

52.3 顶板台阶下沉量 383

52.4 网兜高度 383

53.2 支护密度 384

53.单体液压支柱工作面支护参数 384

53.1 支柱初撑力 384

53.3 支护系统刚度 387

54.控顶距的确定 389

54.1 放顶距的确定 389

54.2 最小控顶距的确定 389

55.单体支柱工作面采煤工艺与顶板稳定性的关系 391

55.1 破煤与顶板稳定性的关系 391

55.2 顶板控制与顶板稳定性的关系 392

56.1 淮北矿务局岱河矿Ⅱ564工作面顶板控制 393

56.无周期来压工作面顶板控制 393

56.2 汾西矿务局高阳矿4202扩工作面顶板控制 397

57.有周期来压工作面顶板控制 399

57.1 淮北矿务局海孜矿1022工作面顶板控制 399

57.2 平顶山矿务局三矿庚组煤层顶板控制 402

58.厚层难冒顶板工作面顶板控制 406

58.1 用煤柱支撑法采煤时顶板控制 406

58.2 用长壁法采煤时顶板控制 409

59.厚煤层分层人工顶板及其控制技术 415

59.1 分层开采矿压显现特点 415

59.2 分层人工顶板的选择 416

59.3 分层人工顶板的铺设方法 417

59.4 分层人工顶板的控制技术 418

60.再生顶板 421

60.1 再生顶板的形成 421

60.2 再生顶板的控制 422

60.3 再生顶板的适应条件 423

61.恒底开采顶板控制 424

61.1 煤层围岩特征 424

61.2 恒底开采工作面矿压显现规律 425

61.3 恒底开采工作面的顶板控制 426

62.1 推广使用柱鞋控制松软底板 428

62.软底板控制技术 428

62.2 支柱底座参数的选择及设计要求 429

62.3 改善开采工艺条件，减少支柱钻底量 430

63.急斜煤层走向长壁工作面矿压显现与围岩控制 432

63.1 急斜煤层走向长壁工作面矿压显现的基本特点 432

63.2 急斜煤层走向长壁工作面单体支柱的载荷 437

63.3 急斜煤层走向长壁开采的围岩控制 440

64.单体液压支柱工作面初次放顶 444

64.1 直接顶初次垮落阶段的顶板控制 444

64.2 老顶初次来压阶段的顶板控制 446

64.3 金属网下初次放顶期间的顶板控制 447

65.单体液压支柱工作面上、下出口的支护方式 449

65.1 上、下出口的范围及矿压显现特点 449

65.2 上、下出口及端头的支护方式 450

65.3 上、下两巷的超前支护方式 455

66.工作面构造变化区围岩控制 457

66.1 断层与围岩控制的关系及其处理 457

66.2 过局部断层时的围岩控制 462

66.3 过褶曲带的围岩控制 465

66.4 陷落柱区域的围岩控制 466

67.1 薄及中厚煤层工作面本过层采区上山 468

67.工作面过老巷时围岩控制 468

67.2 厚煤层工作面过上山 469

67.3 工作面过老平巷 470

67.4 工作面穿过层石门 470

六、其他支架工作面顶板控制 473

68.木支柱工作面顶板控制 476

68.1 木支柱的力学性质 476

68.2 木支柱的结构形式 477

68.3 木支柱工作面的顶板管理特点 481

68.4 木支柱长壁工作面顶板控制设计 482

68.5 木支柱煤柱支撑法工作面的顶板控制 485

69.摩擦式金属支柱工作面顶板控制 488

69.1 摩擦式金属支柱的工作原理 488

69.2 摩擦式金属支柱的布置方式 490

69.3 摩擦式金属支柱工作面矿压显现特征 492

69.4 摩擦式金属支柱工作面的顶板控制 494

69.5 摩擦式金属支柱的使用与检修 496

70.滑移顶梁支架放顶煤工作面围岩控制 499

70.1 滑移顶梁液压支架的类型与特征 499

70.2 滑移顶梁支架水平分段放顶煤工作面围岩控制 503

70.3 长壁工作面滑移顶梁支架放顶煤围岩控制 511

71.1 单体组合式支架的结构 517

71.单体组合式支架工作面顶板控制 517

71.2 单体组合支架的顶板控制特点 520

71.3 单体组合式支架的优点 522

71.4 单体组合式支架的使用 522

72.柔性掩护支架工作面围岩控制 523

72.1 柔性掩护支架的类型与结构 523

72.2 支架安装与初采调斜的围岩控制 528

72.3 正常回采与收尾中的支架下放与围岩控制 530

72.4 支架载荷与矿压显现 534

72.5 支架下放移动角与围岩控制的关系 536

73.1 气嚢的基本结构和参数 538

73.气垛支架工作面围岩控制 538

73.2 气囊支架在缓斜煤层的使用 539

73.3 气囊支架在急斜煤层的使用 541

73.4 气囊支架的技术经济效果 541

七、其它开采方法顶板控制 545

74.连续采煤机短壁开采工作面顶板控制 548

74.1 连续采煤机短壁采煤矿压法显现特点 548

74.2 短壁工作面顶板控制 548

75.房柱式开采工作面顶板控制 551

75.1 矿山压力显现特点 551

75.2 煤柱尺寸的确定 552

75.3 锚杆支架及其布置 556

76.伪俯斜走向长壁工作面顶板控制 558

76.1 伪俯斜分段走向密集工作面顶板控制 558

76.2 伪俯斜掩护支柱工作面顶板控制 564

76.3 伪俯斜正台阶工作面顶板控制 568

77.急斜煤层水平分层及斜切分层工作面顶板控制 570

77.1 人工顶板类型与铺设 570

77.2 支架载荷与顶板控制 572

78.水力开采顶板控制 575

78.1 水力采煤矿山压力与顶板控制概述 575

78.2 斜缓煤层水采矿压显现与顶板控制 576

78.3 急斜煤层水采矿压显现与顶板控制 584

八、矿山压力监测与支护质量管理 589

79.矿山压力监测仪表 593

79.1 围岩的位移监测 593

79.2 单体支柱的阻力监测 599

79.3 综采工作面支架阻力监测 601

79.4 液压支架外载观测仪器 604

79.5 测力计 606

80.工作面支护质量与顶板动态监测的比值法 610

80.1 监测指标及指标值 610

80.2 监测方法 611

81.单体液压支柱工作面支护与顶板监测 615

81.1 监测内容及指标 615

81.2 监测方法 616

82.π长型钢梁工作面支护与顶板监测 619

82.1 监测内容及指标 619

82.2 监测方法 619

83.推垮型冒顶的预报 622

83.1 复合顶板推垮型冒顶的预报 622

83.2 旋转推垮型冒顶的预报 624

84.1 利用支承压力与老顶运动间的关系进行预测预报 625

84.老来顶压的预测预报 625

84.2 利用老顶断裂时引起的扰动信息进行来压预测预报 631

85.老顶来压的计算预测 635

85.1 视为老顶岩梁或板模型的计算预测 635

85.2 受断层影响老顶时分段来压步距的计算预测 637

86.综采工作面支护质量与顶板动态监测 643

86.1 综采工作面顶板状态与支护质量监控系统 643

86.2 综采工作面支护质量监控指标确定的原则和方法 646

86.3 监测内容和方法 647

86.4 监测作用与效果 647

86.5 顶板状态与支护质量监测举例 648