1 综放开采围岩力学特征实测分析 1
1.1 观测内容、方法及开采条件 1
1.1.1 观测内容与方法 1
1.1.2 开采条件 1
1.2 巷道围岩矿压显现特征 2
1.2.1 巷道深部围岩位移规律 2
1.2.2 巷道表面围岩位移规律 5
1.2.3 巷道支架受力规律 7
1.3 采场煤体应力分布规律 7
1.3.1 煤柱应力分布规律 7
1.3.2 工作面内煤体应力分布规律 9
1.3.3 巷道侧向实体煤应力分布规律 10
1.4 综放工作面矿压显现规律 12
1.4.1 工作面支架阻力分布规律 12
1.4.2 工作面初次来压和周期来压 13
1.5 小结 14
2 综放开采三维宏观力学特征及其演化 15
2.1 三维数值计算方法及计算模型与参数 15
2.1.1 数值模拟程序及模拟内容 15
2.1.2 开采的地质及技术条件 15
2.1.3 计算模型 16
2.1.4 计算参数 16
2.1.5 计算过程 18
2.2 综放面煤层及顶煤力学特征 19
2.2.1 综放面煤层应力分布规律 19
2.2.2 综放面煤层破坏特征 22
2.2.3 综放面顶煤应力分布规律 23
2.2.4 综放面顶煤破坏特征 24
2.3 综放采场围岩力学特征 25
2.3 1 沿工作面走向围岩应力特征 25
2 3.2 沿工作面走向围岩破坏特征 26
2.3.3 沿工作面走向围岩位移特征 26
2.3 4 沿工作面倾向围岩应力特征 29
2 3.5 沿工作面倾向围岩破坏特征 33
2.3.6 沿工作面倾向围岩位移特征 34
2.4 综放开采围岩力学特征的相似模拟试验分析 36
2.4.1 相似材料模拟实验基本原理 36
2.4.2 相似材料模拟试验的模型设计 36
2.4.3 煤层应力分布规律 38
2.4.4 煤层顶、底板应力在回采期间沿走向的分布规律 39
2.4.5 工作面推进不同距离时不同层位岩体的应力分布规律 40
2.4.6 上覆岩层移动特征分析 41
2.4.7 顶板冒落宏观特征分析 42
2.5 小结 43
3 综放开采三维力学特征的采厚效应 45
3.1 不同采厚围岩宏观冒落及移动特征 45
3.2 不同采厚煤层应力分布特征 48
3.2.1 不同采厚工作面煤层中应力分布 48
3.2.2 不同采厚工作面煤层走向应力分布 51
3.2.3 不同采厚工作面煤层倾向应力分布 53
3.2.4 不同采厚工作面两侧煤层走向应力分布 55
3.2.5 不同采厚顶煤力学特征 56
3.2.6 不同采厚围岩支承压力分布的相似模拟分析 57
3.3 不同采厚工作面围岩宏观应力场特征 61
3.3.1 不同采厚沿工作面走向围岩应力场分布 61
3.3.2 不同采厚沿工作面倾向围岩应力场分布 62
3.4 不同采厚工作面围岩位移特征 67
3.4.1 不同采厚工作面走向围岩位移特征 67
3.4.2 不同采厚工作面倾向围岩位移特征 73
3.5 不同采厚工作面煤层及围岩宏观破坏特征 76
3.5.1 不同采厚工作面内煤层破坏特征 76
3.5.2 不同采厚顶煤破坏特征 78
3.5.3 不同采厚工作面走向围岩宏观破坏特征 78
3.5.4 不同采厚工作面倾向围岩宏观破坏特征 78
3.6 不同采厚巷道围岩力学特征 80
3.6.1 不同采厚巷道围岩应力分布特征 80
3 6.2 不同采厚巷道围岩破坏特征 82
3.6.3 不同采厚巷道围岩位移特征 83
3.7 小结 85
4 支承压力与动力灾害的采厚效应 87
4.1 支承压力分布特征的理论分析 87
4.1.1 综放面支承压力解析分析 87
4.1.2 损伤变量的确定 88
4.1.3 综放面支承压力黏弹性损伤解析公式的确定 89
4.2 动力灾害的采厚效应 90
4.2.1 损伤断裂概述 90
4.2.2 损伤变形能的确定 90
4.2.3 断裂扩展能量的确定 94
4.2.4 弹性能的确定 96
4.3 小结 96
5 综放开采三维力学特征的柱宽机制 98
5.1 不同煤柱宽度综放面应力特征 98
5.1.1 不同煤柱宽度倾向剖面主应力场 98
5.1 2 不同煤柱宽度的煤柱和工作面煤体沿走向垂直应力变化规律 98
5.1.3 不同煤柱宽度的煤柱和工作面煤体沿倾向垂直应力变化规律 101
5.1.4 不同煤柱宽度的煤柱和工作面煤体在煤层内垂直应力分布规律 101
5.1.5 不同煤柱宽度的煤柱和工作面煤体沿倾向水平应力变化规律 106
5.1.6 不同煤柱宽度综放面应力分布规律综合分析 106
5.2 不同煤柱宽度采场围岩破坏特征 110
5.2.1 不同煤柱宽度煤层平面内破坏区分布规律 110
5.2.2 不同煤柱宽度时倾向剖面内破坏区分布规律 110
5.3 不同煤柱宽度巷道围岩位移特征 112
5.3.1 不同煤柱宽度巷道顶、底板位移变化规律 112
5.3.2 不同煤柱宽度巷道两帮位移变化规律 113
5.4 不同煤柱宽度巷道稳定性分析 114
5.5 综放全煤回采巷道煤柱合理留设理论分析 119
5.5.1 煤柱合理留设原则 119
5.5.2 采空区侧煤体塑性区宽度 120
5.5.3 巷道围岩破碎区和塑性区宽度 123
5.5.4 煤柱合理宽度理论分析 124
5.5.5 应用实例 125
5.6 小结 129
6 综放开采围岩力学特征的推进速率响应 130
6.1 模拟模型 130
6.1.1 数值模拟模型 130
6.1.2 模拟方案设计 130
6.2 不同推进速率工作面围岩应力特征 131
6 3 不同推进速率工作面围岩破坏特征 133
6.4 不同推进速率围岩位移特征 134
6.5 小结 139
参考文献 140