第一章 概述 1
第一节 露头煤柱设计理论与技术的国内外现状 1
第二节 当前露头煤柱设计中存在的问题 3
第三节 研究露头煤柱设计的技术与经济意义 4
第四节 露头系列煤柱优化设计的技术关键 5
第二章 露头系列煤柱优化设计的地质及水文地质基础理论 6
第一节 露头区岩、土体的地质构成分析 6
一、露头区松散层土体的地质构成 6
二、露头区基岩岩体的地质构成 13
第二节 露头区岩、土体的水文地质结构分析 22
一、露头区松散层土体的岩性及充水结构 22
二、露头区基岩岩体的岩性及充水结构 25
三、露头区岩、土体的岩性及充水组合结构 28
第三节 露头区原生与再生岩、土体含、隔水性能的地质分析 28
一、原生岩、土体含、隔水性能的地质分析 28
二、再生岩、土体含、隔水性能的地质分析 30
三、基岩风化带含、隔水性能的地质分析 31
第四节 露头区原生与再生岩、土体抗采动变形能力的地质分析 35
一、原生岩、土体抗采动变形能力的地质分析 35
二、再生岩、土体抗采动变形能力的地质分析 35
第五节 露头区含、隔水层整体结构的采动影响分析 36
一、松散层整体结构的采动影响分析 36
二、基岩整体结构的采动影响分析 36
第一节 露头区大面积开采引起的岩、土体采动影响基本规律 37
一、工作面顶、底板岩、土体变形的速度加快 37
第三章 露头系列煤柱优化设计的采动影响基础理论 37
二、上覆岩、土体位移的整体性明显增加 39
三、上覆岩、土体变形的持续时间缩短 41
四、受变形破坏岩、土体的再生自愈性增强 41
第二节 露头区大面积开采引起的“三带”型采动影响变异规律 42
一、“两带”高度变异规律 43
二、“两带”分布形态变异规律 47
三、“两带”破坏程度变异规律 48
四、重复开采的“两带”特征 50
第三节 露头区大面积开采引起的非“三带”型采动影响规律 51
一、抽冒型破坏 51
二、切冒型破坏 54
第一节 露头系列煤柱的物理地质机制 57
第四章 露头系列煤柱的物理－地质机制与优化设计方法 57
第二节 露头系列煤柱尺寸的优化设计 58
一、防水煤柱尺寸优化设计 58
二、防砂煤柱尺寸优化设计 60
三、防塌煤柱尺寸优化设计 60
第三节 露头区开采引起的覆岩破坏“两带”高度的设计计算 61
第四节 露头系列煤柱保护层的优化设计 62
第五节 露头系列煤柱上、下界的定位优化设计 63
第五章 露头系列煤柱优化设计的配套技术 66
第一节 减少露头区覆岩岩、土体破坏的开采技术 66
一、分层开采 66
二、分段开采 68
三、均厚开采 68
六、疏放开采 69
四、限厚开采 69
五、窄面开采 69
第二节 露头区风化破碎顶板条件下的采掘工艺 70
一、掘进工作面的顶板管理与支护 70
二、回采工作面的顶板管理与支护 72
三、再生顶板条件下采掘工作面的顶板管理与支护 74
第三节 露头区采掘工作面的防治水技术 74
一、采前、采中的地质及水文地质工作 74
二、综合防治水措施 75
第四节 露头区煤炭使用价值评价 76
第一节 露头区岩、土体的地质和水文地质参数测试技术 78
一、岩、土体的含水性 78
第六章 露头系列煤柱优化设计参数的测试技术 78
二、岩、土体的隔水性 80
三、岩、土体的渗透性 80
四、岩、土体的层组性 81
五、岩、土体的水文地质单元性 81
第二节 露头区岩、土体的物理、力学及水理性能参数测试技术 82
一、岩、土体的力学性能 82
二、岩、土体的物理性能 83
三、岩、土体的水理性能 84
第三节 露头区覆岩破坏“两带”参数的测试技术 84
一、垮落带测试 84
二、导水裂缝带测试 85
二、煤炭风化程度测试 92
一、岩石风化程度测试 92
第四节 露头区岩、煤风化程度参数测试技术 92
第七章 露头系列煤柱优化设计的试验与推广应用 93
第一节 防水煤柱 93
一、巨厚松散层底部为中强含水层条件下的防水煤柱——朱仙庄煤矿含水砂层下采煤 93
二、薄或无松散层条件下的防水煤柱——石壁塘煤矿上官塘水库下采煤 96
第二节 防砂煤柱 102
一、巨厚松散层底部为弱含水层条件下的防砂煤柱——邢台煤矿松散含水砂层下采煤 102
二、巨厚松散层底部含水层可疏干条件下的防砂煤柱——柴里煤矿含水砂层下采煤 105
第三节 防塌煤柱 108
一、巨厚松散层底部为隔水层条件下的防塌煤柱——广东马鞍煤矿松散含水砂层下采煤 108
二、巨厚松散层底部含水层已疏干条件下的防塌煤柱——邢台煤矿松散含水砂层下采煤 109
一、柴里煤矿露头区掘进遇到风化破碎顶板和顶煤引起的冒顶事故 112
二、梅河煤矿一井露头区绞车房掘进设计和支护不当引起的抽冒事故 112
第一节 露头区掘进引起的事故 112
第八章 露头区采掘不当引起的事故与教训 112
三、唐家庄煤矿露头区掘进地质情况不明引起的水砂溃决事故 113
四、张庄煤矿沈村井露头区掘进遇断层引起的水砂溃决事故 113
五、刘官庄煤矿露头区掘进到松散层引起的淹井事故 113
第二节 露头区回采引起的事故 113
一、露头区超限开采引起的溃水溃砂事故 113
二、露头区超限出煤引起的溃水溃砂事故 115
三、露头区采煤方法不当引起的溃水溃砂事故 115
四、露头区开采上限过高引起的溃水溃砂事故 116
五、露头区导水断层附近回采引起的溃水溃砂事故 117
参考文献 119