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目录 1

第一章 岩层压力 1

第一节 什么是岩层压力和矿压显现 1

（一）基本概念 1

（二）低岩层压力 3

（三）高岩层压力 3

（四）采区边界线和残留煤柱的影响 5

（五）本节（一）到（四）的结果 5

第二节 如何确定岩层压力的大小及其在矿山地下结构的分布？ 6

（一）根据量测确定岩层压力的分布 6

（二）根据量测确定充填体压力 7

（三）根据G·爱维林与A·G·迈尔的方法建立计算模型与调整测定结果的校合 9

（四）有压力岩层：绘图机绘制的单煤层与四煤层回采的压力分布图 11

（五）做为设计基础的计算机表示法 13

（六）布罗纳确定岩层压力的方法 15

第三节 检验：计算所得的岩层压力与在长壁工作面测得的顶板冒落洞穴面积 19

（一）算得的岩层压力和测得的长壁工作面顶板冒落洞穴面积 19

（二）计算出的岩层压力与量出的顺槽顶底板会合量 20

（三）矿井设计中应用岩层压力计算模型的建议 22

（四）应用岩层压力计算模型进行支护设计实例 23

第四节 开采推进对岩层压力有哪些影响，它的值有多大？ 25

（一）初采时贴长壁工作面煤壁前方岩层压力的变化 25

（二）顺槽纵向岩层压力的变化 26

（三）在残留煤柱下开采时顺槽纵向岩层压力的变化 27

（四）开采边界线极大压力下的顺槽 28

第五节 倾斜煤层中的岩层压力 29

（一）在残留煤柱下方的采煤工作面和顺槽 29

（二）上方有多处采掘的石门的受压和卸压 31

（三）石门应力的对比方法 33

第六节 开拓巷道和采准巷道回采和掘进时的岩层压力 35

（一）回采区和巷道之间的煤柱 35

（二）煤柱中间的平巷 36

（三）采区边界线下部的巷道 37

（四）在“凸出”煤层角下方的平巷 39

（五）煤柱下部的平巷 40

（一）与巷道平行的开采边界线 42

第七节 开采边界线下方的长壁工作面 42

（二）与长壁工作面平行的开采边界线 43

第八节 开采边界线和残留煤柱下部的顺槽 44

（一）与巷道平行的开采边界线 44

（二）“凸出”煤层角 47

（三）与巷道平行的残留煤柱 48

（四）与长壁工作面平行的开采边界线 49

（五）与长壁工作面平行的残留煤柱 51

（一）上方有或无平行于巷道的煤柱时的长壁工作面和长壁工作面端头 53

（二）无开采边界线时顺槽的应力 54

（三）开采边界线下方顺槽的应力 56

（一）开采边界线起保护作用的条件 57

第十节 在什么条件下保护（煤）层减轻了岩层压力，减轻到什么程度？ 57

（二）残留煤柱上方或下方的保护层 59

第十一节 对设计的建议 60

（一）在制定开采设计时对岩层压力的考虑 60

第九节 超前或落后于长壁工作面掘进的顺槽：长壁工作面端头处的应力多大？沿顺槽的岩层压力怎样增高的？ 63

（二）P·施塔森关于平巷低压位置的理论 63

（三）E·斯库达有关开采设计、进行回采和支护的若干意见 66

（四）设计实例1：石门上方的保护层与方案比较 70

（五）设计实例2：宽煤柱内的大巷及采用仰斜和沿走向进行上部回采的比较 72

第十二节 压力测定仪器 72

（一）压力测定方法和压力测定仪器 72

（二）煤层用压力计（Cerchar） 76

（三）充填体用的压力计（Cerchar） 77

第一章 总结·展望 78

第二章 长壁工作面的矿压显现 80

第一节 破断的类型和形状 80

（一）分离破断和剪切破断的图象 80

（二）破断的种类 80

（三）长壁采煤工作面岩层的破断形式 82

（四）岩石试样、模型试验和井下岩层中的破断种类和破断形式 83

第二节 裂缝组是怎样区分的？什么样的破断运动能使裂缝组闭合？ 87

（一）裂缝组图象 87

（二）模型试验中出现的R2裂缝顶板冒落洞穴 88

（三）裂缝组和破断运动的分类 89

（四）楔形破断机理 93

（六）楔形破断的扩展 94

（五）楔形破断的形成 94

第三节 初始开采的长壁工作面：在什么样的破断形式下有发生危险的可能？ 95

（一）初始破断图象 95

（二）初始开采之前和以后的破断形状 96

（三）有危险的和无危险的未填满的冒落空洞 97

（四）初始破断和处理措施 98

（五）杠杆式破断 99

第四节 正在开采的长壁工作面：支架支撑力如何作用于顶板？ 100

（一）支架支撑力低或高时顶板的自撑能力 100

（二）支架支撑压力和顶板裂缝 101

（一）拱形支撑和周期压力 102

第五节 周期压力：直接顶水平支撑的作用 102

（二）周期来压的大小和频率 103

第六节 顶板台阶下沉：在什么情况下出现？ 104

（一）台阶下沉顶板的图象 104

（二）造成顶板台阶下沉的可能原因：有坚固岩层和岩层压力低 105

（三）顶板台阶下沉原因的分类 106

第七节 大冒落洞穴的形成、预防和处理 108

（一）大冒落洞穴图象、原因和防治措施 108

（二）用掩护支架克服冒顶 109

（三）沿长壁工作面煤壁垒砌矸石 111

（四）日本的经验 112

（一）现象、原因和防治 113

第八节 长壁工作面煤壁的缓慢卸压：煤壁片帮是造成顶板冒落洞穴的原因；防治措施 113

（二）用聚胺酯加固煤壁和围岩 114

（三）聚胺酯的粘结性能 115

第九节 上位顶板岩层：顶板岩层在长壁工作面后方是如何台阶下沉的？ 116

（一）长壁工作面初采时破断的发展（模型试验） 116

（二）魏伯洞穴 118

（三）周期性破断（模型试验） 119

（四）长壁工作面上方的岩体运动 120

第十节 地质构造是怎样影响破断运动的？ 122

（一）W·吉姆关于地质因素对破断运动影响的观点 122

（二）直接顶构造对破断运动的影响 123

（三）上位直接顶和层组的破断形式 124

（一）强度测定：井下的应用范围 126

（四）地质构造因素对破断运动的影响 126

第十一节 无或有弱面与分离面岩石的特性 126

（二）在实验室和井下进行的强度测定 127

（三）抗压强度、抗拉强度、摩擦系数 128

（四）煤系岩石的机械力学特性和矿物学特性之间的关系 129

（五）摩尔应力圆 129

（六）三轴压力试验结果 130

（七）岩体内分离面的测绘和岩石特性 134

（八）弱面对岩层强度的影响 135

（九）有节理材料的模型试验 138

第二章 总结·展望 141

（一）生产长壁工作面的观测 143

第三章 长壁工作面顶板的冒落洞穴率① 143

第一节 生产长壁工作面观测：监视顶板管理和冒顶原因的一种简易方法 143

（二）单体支柱和自移支架生产长壁工作面观测和观测结果的即时分析 144

（三）用于生产和设计的长壁工作面观测数据的电子计算机处理 147

第二节 用于鲁尔煤矿的顶板冒落洞穴统计法 148

（一）长壁工作面的平均状况 148

（二）顶板冒落洞穴的形状、大小和频率 151

第三节 影响冒顶洞穴率的因素 152

（一）根据“端面距”（即顶梁前端到长壁工作面煤壁的距离）求算冒顶洞穴率 152

（二）直接顶的连接强度、相邻的开采 153

（三）回采速度、有下部采掘的残留煤柱和顶板悬臂 154

（一）支护滞后造成的顶板冒落洞穴及其原因 156

第四节 支护滞后对顶板冒落洞穴的影响，什么原因造成支护滞后？ 156

（四）支架前方和上方的顶板冒落洞穴 156

（二）长壁工作面煤壁片帮 158

（三）长壁工作面劳动组织的影响 160

第五节 支架支撑压力对顶板冒落洞穴的影响 161

（一）掩护支架工作面的初撑力、支柱平均阻力和支柱的增阻量 161

（二）框式支架长壁工作面支架支撑压力对顶板冒落洞穴的影响 162

（三）掩护支架长壁工作面支架支撑压力与煤层厚度对顶板冒落洞穴的影响 164

第六节 支架架型：对顶板冒落的影响？ 165

（一）框式支架与掩护支架长壁工作面冒顶洞穴情况的比较 165

（二）单体支柱和自移支架长壁工作面顶板运动比较 167

（一）J·雷欧哈特关于长壁工作面顶底板会合的理论 169

第七节 长壁工作面顶底板会合量能否做为采前计算冒落活动的参数 169

（二）J·F·拉富和C·香本关于长壁工作面顶底板会合的理论 170

第八节 长壁工作面顶板管理有什么适用的规律？ 171

（一）顶板管理的规律 171

（二）长壁工作面观测用在生产上供作决定的参照值 172

（三）不利之点：在自移支架上垫坑木 172

第三章 总结·展望 174

第四章 长壁工作面支架 175

第一节 所需的支架阻力 175

①冒落洞穴率即顶板冒落灵敏度——校订者注 175

（一）最小安全值 175

（二）国内外的建议 177

（三）A·H·威尔逊的顶板悬臂的论点 178

（四）O·纳陶有关松散顶板的论点 179

（五）支架底座尺寸的确定 180

（六）支护说明书 182

第二节 自移支架的型式 186

（一）支架型式符号 186

（二）垛式和框式支架部件的要求 188

（三）顶梁与顶板的接触 190

（四）框式支架的经济性 192

（五）遇冒顶洞穴时的工时消耗 193

（六）对掩护支架的要求 196

（七）掩护支架和框式支架的支护生产率 197

（八）单位面积顶板支架阻力和工作面每米长度的支架阻力 198

（九）支撑式掩护支架 199

第三节 掩护支架工作面每米长度支架阻力的计算 201

（一）支架特性曲线 201

（二）计算 203

（三）稳定性 204

（四）倾斜煤层中的防滑防倒 205

（五）偏心加载 207

第四节 对掩护支架的工作要求 209

（一）软底板 209

（二）架间封严 210

（三）用于倾斜煤层 212

（四）切割式回采 214

（五）刨削式回采 215

（六）冒顶洞穴和片帮 216

（七）用于风力充填的自移支架 217

（八）今后的发展 219

（九）自动化 220

第五节 液压支架的检验和监测 222

（一）质量检定 222

（二）掩护支架使用特性 223

（三）液压回路的计算 225

（四）液压系统的检查 226

第四章 总结·展望 227