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第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2煤系高岭土安全开采技术及理论研究现状 1

1.2.1高岭土开采研究现状 1

1.2.2预裂爆破法控制沿空留巷变形技术研究状况 5

1.2.3国内高岭土爆破开采技术研究现状 6

第2章 高岭土采场矿压显现规律相似模拟试验研究 7

2.1引言 7

2.2相似模拟试验基本要求 7

2.2.1原型条件 7

2.2.2模拟方案 7

2.2.3相似条件 7

2.3相似材料 8

2.3.1相似材料的选择 8

2.3.2材料用量计算 8

2.3.3材料配合比确定 9

2.4模拟试验过程 10

2.4.1模型制作 10

2.4.2加载方式 10

2.4.3回采程序设计 11

2.4.4测试仪表及测点布置 11

2.5模拟试验结果分析 14

2.5.1顶板垮落规律 14

2.5.2顶板岩层移动规律 16

2.5.3围岩应力分析 18

2.6顶板垮落、上覆岩层移动、应力分布规律 21

2.6.1顶板垮落规律 21

2.6.2上覆岩层移动规律 22

2.6.3应力分布规律 22

第3章 高岭土采场矿压现场监测及工作面支护结构分析 23

3.1引言 23

3.2工作面矿压监测 23

3.2.1监测的目的 23

3.2.2所监测工作面地质及技术条件 23

3.2.3监测的内容与方法 24

3.3测压资料及其整理 25

3.3.1下缩量及压入顶底板深度数据整理 25

3.3.2底板移近量数据整理 25

3.3.3支柱荷载及其分布数据整理 26

3.3.4采高统计 28

3.3.5实际支柱密度统计 29

3.3.6支柱初撑力及其频率分布数据 29

3.3.7运输平巷围岩变形数据的整理 30

3.3.8运输平巷超前支护阻力测试数据及整理 32

3.4利用工作面测压数据分析矿压显现规律 34

3.4.1顶板活动规律 34

3.4.2工作面矿压显现特征 39

3.4.3运输平巷超前支柱工作阻力显现特征及运输平巷变形特征 40

3.5工作面压力显现规律及分析 41

3.5.1工作面初次来压 41

3.5.2工作面周期来压 41

3.5.3运输平巷超前支柱工作阻力与围岩变形的分析 42

3.5.4工作面超前支护的范围 43

3.6回采工作面支护结构分析 43

3.6.1回采工作面支护与顶板相互关系分析 43

3.6.2工作面支架的选择及布置方式 46

3.6.3对DZ—25单体支柱的校核 48

3.6.4工作面支柱初撑力分析 51

3.6.5 DZ—25单体液压支柱布置方式 52

3.7工作面控顶方式选择 52

3.7.1控顶方式选择依据 52

3.7.2基本控顶距的初步确定 53

3.7.3合理控顶距的选择 53

3.8合理支护密度 53

3.8.1顶板支与护的关系 53

3.8.2工作面支护阻力 54

3.8.3合理支护密度 54

第4章 煤系高岭土开采顶板预裂爆破控制沿空留巷变形技术试验研究 57

4.1引言 57

4.2预裂爆破技术 57

4.2.1预裂爆破理论基础 58

4.2.2预裂爆破参数选取 58

4.2.3预裂爆破工程实践 62

4.3围岩变形、支护阻力观测与分析 64

4.3.1支柱荷载分析 64

4.3.2运输平巷超前支护阻力测试 65

4.3.3运输平巷围岩变形 66

4.3.4工作面后方固定测点的围岩变形 68

4.4对采场顶板预裂的数值模拟分析 69

4.4.1数值计算模型 69

4.4.2力学模型 70

4.4.3岩体力学性能参数 72

4.4.4切割缝参数设置 74

4.4.5模拟结果及分析 74

第5章 煤系高岭土爆破开采技术试验研究 83

5.1引言 83

5.2工程概况 83

5.3爆破开采原理 84

5.3.1采用毫秒微差爆破技术 84

5.3.2利用分散化原理 84

5.3.3实现等能爆破 84

5.3.4采用水垫层缓冲装药 85

5.4爆炸应力波作用下高岭土围岩内裂纹扩展规律 85

5.4.1冲击波作用形成的粉碎区 86

5.4.2裂隙区的应力及应力波作用下的破坏区 88

5.5爆破技术参数 90

5.5.1钻眼设备和爆破器材 90

5.5.2爆破参数 90

5.6起爆方式和起爆顺序 91

5.7爆破开采试验 93

第6章 淮北朔里煤矿煤系高岭土开采技术及现场管理 94

6.1地质概况 94

6.1.1工作面位置及井上下关系 94

6.1.2岩层情况 94

6.1.3矿层顶底板情况 95

6.1.4地质构造 95

6.1.5水文地质 95

6.1.6影响回采的其他因素 95

6.1.7储量计算 95

6.2高岭土开采方法和回采工艺 96

6.2.1高岭土开采方法的选择 96

6.2.2巷道布置 96

6.2.3回采工艺 97

6.2.4设备配备 98

6.3顶板控制 99

6.3.1支护设计 99

6.3.2控顶方法 101

6.3.3矿压监控 103

6.4一通三防 103

6.4.1通风系统 103

6.4.2瓦斯防治 106

6.4.3综合防尘系统 106

6.4.4防灭火系统 107

6.4.5通风安全检测系统 108

6.5生产系统 108

6.5.1出矸系统 108

6.5.2运料系统 109

6.5.3供电系统 109

6.5.4压风系统 109

6.5.5供水系统 109

6.5.6排水系统 109

6.5.7液压系统 110

6.5.8通讯信号系统 110

6.6生产组织 110

6.6.1劳动组织 110

6.6.2循环作业图表 110

6.6.3开采主要技术经济指标 112

6.7资源管理 112

6.8安全技术管理措施 113

6.8.1施工前的规定 113

6.8.2顶板管理 114

6.8.3防治水 121

6.8.4爆破及爆破器材管理 121

6.8.5一通三防及安全监控 125

6.8.6安全设施及安全管理 126

6.8.7工作面运料及材料管理 127

6.8.8上下出口及两巷超前管理 129

6.8.9运输 131

6.8.10机电管理 132

6.9避灾路线 135

6.10其他内容 135

参考文献 138