1 绪论 1
1.1 研究的目的及意义 1
1.2 研究现状 2
1.2.1 顶板断裂垮落机理的研究现状 3
1.2.2 顶板大面积垮落引起空气冲击灾害的研究现状 5
1.3 研究内容与研究方法 10
1.3.1 主要研究内容 10
1.3.2 研究方法 11
1.4 研究思路与技术路线 11
2 采空区顶板垮落-空气耦合冲击的理论研究 14
2.1 引言 14
2.2 采空区顶板垮落-空气耦合冲击的力学模型 15
2.2.1 全部切落-整体运动型顶板垮落空气冲击的理论模型 15
2.2.2 O-X形顶板垮落空气冲击的理论模型 22
2.2.3 房采采空区顶板垮落空气冲击的理论模型 29
2.3 采空区顶板垮落空气冲击灾害的理论预测 34
2.3.1 活鸡兔井1-2煤层顶板整体切落的空气冲击预测 34
2.3.2 活鸡兔井1-2上煤层与霍洛湾矿2＃煤层采空区顶板垮落的空气冲击预测 40
2.4 本章小结 52
3 采空区顶板垮落空气冲击的实验研究 54
3.1 实验装置与监测设备 54
3.1.1 相似比的确定 54
3.1.2 实验装置设计 55
3.2 顶板垮落空气冲击的实验方案与实验测试过程 57
3.2.1 实验方案 57
3.2.2 实验测试过程 58
3.3 采空区顶板整体垮落空气冲击实验的结果分析 59
3.3.1 顶板整体垮落冲击风速测试结果及采空区速度场分析 59
3.3.2 顶板垮落空气冲击巷道风速实验数据及结果分析 65
3.4 顶板垮落空气冲击实验结果与理论预测结果的比较分析 71
3.4.1 巷道口风速比较分析 72
3.4.2 巷道内风速比较分析 72
3.5 本章小结 73
4 采空区顶板垮落空气冲击灾害的危险评价研究 75
4.1 采空区顶板垮落空气冲击灾害研究的重点 75
4.2 采空区顶板垮落空气冲击灾害的评价理论 75
4.2.1 井下人员损伤的理论分析 75
4.2.2 巷道设备损坏的理论分析 79
4.2.3 巷道密闭墙损坏的理论分析 81
4.3 采空区顶板垮落空气冲击的灾害评价算例分析 83
4.3.1 井下人员损伤的算例分析 83
4.3.2 巷道设备损坏的算例分析 92
4.3.3 巷道防灾密闭墙损坏的算例分析 94
4.4 本章小结 105
5 采空区顶板垮落空气冲击灾害的控制实践及应用 107
5.1 顶板大面积垮落空气冲击灾害的现场控制概述 107
5.2 活鸡兔井1-2煤层顶板垮落空气冲击灾害的现场控制实践 108
5.2.1 活鸡兔井21303工作面顶板强制预裂爆破方案设计 109
5.2.2 活鸡兔井21303工作面顶板强制爆破初次来压灾害预防的效果分析 114
5.2.3 活鸡兔井21303工作面顶板强制爆破空气冲击灾害预防的效果分析 115
5.3 霍洛湾矿房柱式开采采空区顶板垮落空气冲击灾害的控制实践 115
5.3.1 霍洛湾矿房柱式开采采空区密闭墙的方案设计 116
5.3.2 密闭墙的受载分析 116
5.3.3 密闭墙的强度校核 117
5.3.4 霍洛湾矿房柱式采空区顶板岩层破坏状态监测方案设计及实施 118
5.4 本章小结 120
6 研究结论与展望 122
6.1 主要结论 122
6.2 不足与展望 123
参考文献 124