总论 1
一、采场矿山压力及控制原理 17
1.矿山压力基本概念 21
2.围岩基本力学性质 23
2.1 煤系岩层岩块的力学性质 23
2.2 岩石的强度理论 25
2.3 岩体强度 27
2.4 岩石的变形性质 29
2.5 煤矿软岩 33
3.顶板分类 34
3.1 直接顶分类方案及其指标 35
3.2 顶板分类与支架选型及参数选择 36
3.3 国内顶板分类实践 37
3.4 国外顶板分类方案 42
4.底板特征 47
5.采场周围应力分布及支承压力 53
5.1 采场周围应力分布 54
5.2 回采工作面前后支承压力 56
5.3 支承压力极限平衡区宽度 58
6.2 悬臂梁假说 60
6.采场矿山压力假说 60
6.1 压力拱假说 60
6.3 铰接岩块假说 61
6.4 预成裂隙假说 61
6.5 我国学者在岩体结构力学模型上的发展 62
6.6 国外有关工作面顶板压力计算的力学模型 67
7.老顶的断裂形式 70
7.1 老顶“板”内的应力分析 70
7.2 老顶岩层的破断 71
8.老顶的初次断裂步距 77
9.老顶稳定性分析 83
10.采场的初次来压与周期来压 87
11.采空区处理技术 90
11.1 垮落法 90
11.2 充填法 91
12.直接顶及其稳定性分析 95
13.采场顶板下沉量的估算 98
14.采场顶板压力与支架工作阻力的估算 101
14.1 经验估算法 101
14.2 从老顶形成结构的平衡关系估算 102
14.4 实测法 104
14.3 威尔逊估算法 104
15.采场支护原理及支架力学特性 109
15.1 采场支护原理 109
15.2 采场支柱的力学特性 110
16.单体支架工作特性分析 118
17.采场支架的临界阻力及合理支护强度 121
17.1 采场支架的临界阻力 121
17.2 采场合理支护强度 123
18.采场支架与围岩的相互作用 125
18.1 液压支架受力及适应性分析 125
18.2 老顶运动对支架围岩关系的影响 128
二、采场顶板事故及其预防 133
19.采场顶板事故分类 137
20. 压垮型冒顶的机理及预防 139
20.1 老顶来压时的压垮型冒顶 139
20.2 厚层难垮顶板大面积冒顶 141
20.3 直接顶导致的压垮型冒顶 142
20.4 综采工作面压坏支架问题 142
21.漏冒型冒顶的机理及预防 143
21.1 大面积漏垮型冒顶 143
21.2 局漏冒型冒顶 143
22.2 复合顶板推垮型冒顶的特点 145
22.复合顶板推垮型冒顶的机理及预防 145
22.1 复合顶板的概念 145
22.3 复合顶板推垮型冒顶的机理 146
22.4 采场中容易发生复合顶板推垮型冒顶的地点 147
22.5 预防复合顶板推垮型冒顶的措施 147
23.金属网下推垮型冒顶的机理及预防 150
23.1 顶板条件 150
23.2 金属网下推垮型冒顶的特点 150
23.3 金属网下推垮冒顶的机理 151
23.4 预防金属网下推垮型冒顶的措施 151
24.1 大块孤立顶板旋转推垮型冒顶 152
24.其他类型推垮型冒顶的机理及预防 152
24.2 冲击推垮冒顶 153
24.3 采空区冒杄冲入采场推垮型冒顶 153
24.4 综采工作面推倒支架问题 154
25.综采工作面直接顶的端面冒落及其防治 155
25.1 直接顶端面冒落的现场观测 155
25.2 端面顶板冒落的机理 156
25.3“支架围岩”关系与端面冒落 157
25.4 端面顶板冒顶的防治原则 157
三、 冲击地压及其预防 161
26.冲击地压现象及机理 165
27.冲击地压发生的判别准则 167
28.冲击地压的预测方法 170
28.1 经验类比法 172
28.2 钻屑法 172
28.3 地音流动检测法 176
28.4 煤层围岩压力变形观测法 177
28.5 地音和微震系统监测 179
28.6 综合预测方法 182
29.1 采用合理的开拓布置和开采方式 185
29.冲击地压的防范措施 185
29.2 开采解放层 187
29.3 煤层预注水 188
29.4 厚层坚硬顶板的预处理 193
30.冲击地压的解危措施 196
30.1 煤破卸压 196
30.2 钻孔卸压 199
30.3 诱发爆破 203
四、综采工作面顶板控制 205
31.1 液压支架的结构 209
31.液压支架架型 209
31.2 液压支架的架型 211
32.液压支架参数 216
32.1 液压支架工作阻力 216
32.2 初撑力 220
33.支撑式液压支架受力分析 222
33.1 顶梁载荷分布公布及计算 222
33.2 工作面矿压特点及适用条件 225
34.掩护式液压支架受力分析 227
34.1 掩护式支架受力分析 227
34.3 掩护式支架掩护梁受力 233
34.4 掩护式支架底座对底板的压力 234
34.5 各种掩护支架工作面矿压显现特点及适用条件 236
35.支撑掩护式液压支架 238
35.1 支撑掩护式支架受力分析 238
35.2 支撑掩护式支架外载观测结果 240
35.3 支撑掩护式支架掩护梁受载 243
35.4 支撑掩护式支架底座以底板的压力 243
35.5 支撑掩护式支架的特点及适用条件 244
36.液压支架选型 246
36.1 液压自移支架的选型顺序 246
36.3 综合评分法 247
36.2 分析比较法 247
36.4 支架评分法选型计算举例 249
37.破碎顶板控制 250
37.1 影响端面顶板冒落的因素 250
37.2 破碎顶板的控制技术 256
38.坚硬顶板控制 260
38.1 坚硬顶板工作面矿压显现规律 260
38.2 坚硬顶板与支架相互作用 262
38.3 坚硬顶板的控制 263
39.1 大采高综采支架 272
39.大采高工作面顶板控制 272
39.2 大采高支架的合理阻力及架型 274
39.3 大采高综采面煤壁片帮及防治 278
40.分层开采综采工作面顶板控制 281
40.1 分层开采的矿压显现规律 281
40.2 人工顶板 284
40.3 关于顶网管理 286
40.4 分层联网支架 286
41.综采工作面端头顶板控制 292
41.1 端头顶板破断规律 292
41.2 综采工作面端头支护的要求与形式 293
41.3 液压端头支架 294
42、 放顶煤开采顶板控制 299
42.1 放顶煤液压支架 299
42.2 煤、岩移动及垮放规律 304
42.3 放顶煤工作面支架与围岩关系 309
43.倾斜煤层综采工作面顶板控制 312
43.1 倾斜煤层矿压特点 312
43.2 液压支架的稳定性及技术要求 313
43.3 支架的防倒防滑 316
43.4 长壁工作面的顶板控制 318
44.1 急斜综采面支架与围岩关系特点 321
44.急斜综采工作面围岩控制 321
44.2 开采急斜煤层的液压支架 322
45.急斜特厚煤层放顶煤开采围岩控制 326
45.1 急斜放顶煤工作面围岩控制特点 327
45.2 顶煤破碎及放煤参数 328
45.3 支架架型与工作阻力 330
45.4 覆岩破坏及治理 331
46.综采工作面始采时顶板控制 333
46.1 开切巷支护 333
46.2 工作面设备的安装方式 335
46.3 工作面始采时的顶板控制 337
47.1 末采撤架时的顶板控制 340
47.综采工作面末采时顶板控制 340
47.2 大倾角综采工作面末采时的顶板控制 342
47.3 利用撤架辅助巷控制顶板 343
47.4 分层开采时下分层的终采线位置 344
48.综采工作面特殊条件下顶板控制 346
48.1 过断层时的顶板控制 346
48.2 过陷落柱时的顶板控制 348
48.3 旋转工作面顶板的控制 350
49.1 注浆材料 355
49.煤帮与顶板的固化技术 355
49.2 注浆设备和系统 358
49.3 注浆工艺 360
49.4 固化效果及评价 362
49.5 发泡水泥充填冒顶空洞 362
50.锚杆加固围岩技术 365
50.1 利用木锚杆加固煤壁 365
50.2 利用聚氨脂药包加锚杆加固法 366
50.3 水力膨胀长式锚杆加固煤壁 367
50.4 快硬水泥锚杆加固煤岩 367
50.5 锚杆加固煤岩法的适用条件 368
五、单体液压支柱工作面顶板控制 371
51.1 顶板控制原理 374
51.单体液压支柱工作面顶板控制原理及目标 374
51.2 顶板控制目标 375
51.3 单体液压支柱工作面顶板控制设计的基础 375
51.4 单体液压支柱工作面顶板控制原则 378
52.顶板状态参数 381
52.1 顶底板移近量 381
52.2 端面冒高 382
52.3 顶板台阶下沉量 383
52.4 网兜高度 383
53.2 支护密度 384
53.单体液压支柱工作面支护参数 384
53.1 支柱初撑力 384
53.3 支护系统刚度 387
54.控顶距的确定 389
54.1 放顶距的确定 389
54.2 最小控顶距的确定 389
55.单体支柱工作面采煤工艺与顶板稳定性的关系 391
55.1 破煤与顶板稳定性的关系 391
55.2 顶板控制与顶板稳定性的关系 392
56.1 淮北矿务局岱河矿Ⅱ564工作面顶板控制 393
56.无周期来压工作面顶板控制 393
56.2 汾西矿务局高阳矿4202扩工作面顶板控制 397
57.有周期来压工作面顶板控制 399
57.1 淮北矿务局海孜矿1022工作面顶板控制 399
57.2 平顶山矿务局三矿庚组煤层顶板控制 402
58.厚层难冒顶板工作面顶板控制 406
58.1 用煤柱支撑法采煤时顶板控制 406
58.2 用长壁法采煤时顶板控制 409
59.厚煤层分层人工顶板及其控制技术 415
59.1 分层开采矿压显现特点 415
59.2 分层人工顶板的选择 416
59.3 分层人工顶板的铺设方法 417
59.4 分层人工顶板的控制技术 418
60.再生顶板 421
60.1 再生顶板的形成 421
60.2 再生顶板的控制 422
60.3 再生顶板的适应条件 423
61.恒底开采顶板控制 424
61.1 煤层围岩特征 424
61.2 恒底开采工作面矿压显现规律 425
61.3 恒底开采工作面的顶板控制 426
62.1 推广使用柱鞋控制松软底板 428
62.软底板控制技术 428
62.2 支柱底座参数的选择及设计要求 429
62.3 改善开采工艺条件，减少支柱钻底量 430
63.急斜煤层走向长壁工作面矿压显现与围岩控制 432
63.1 急斜煤层走向长壁工作面矿压显现的基本特点 432
63.2 急斜煤层走向长壁工作面单体支柱的载荷 437
63.3 急斜煤层走向长壁开采的围岩控制 440
64.单体液压支柱工作面初次放顶 444
64.1 直接顶初次垮落阶段的顶板控制 444
64.2 老顶初次来压阶段的顶板控制 446
64.3 金属网下初次放顶期间的顶板控制 447
65.单体液压支柱工作面上、下出口的支护方式 449
65.1 上、下出口的范围及矿压显现特点 449
65.2 上、下出口及端头的支护方式 450
65.3 上、下两巷的超前支护方式 455
66.工作面构造变化区围岩控制 457
66.1 断层与围岩控制的关系及其处理 457
66.2 过局部断层时的围岩控制 462
66.3 过褶曲带的围岩控制 465
66.4 陷落柱区域的围岩控制 466
67.1 薄及中厚煤层工作面本过层采区上山 468
67.工作面过老巷时围岩控制 468
67.2 厚煤层工作面过上山 469
67.3 工作面过老平巷 470
67.4 工作面穿过层石门 470
六、其他支架工作面顶板控制 473
68.木支柱工作面顶板控制 476
68.1 木支柱的力学性质 476
68.2 木支柱的结构形式 477
68.3 木支柱工作面的顶板管理特点 481
68.4 木支柱长壁工作面顶板控制设计 482
68.5 木支柱煤柱支撑法工作面的顶板控制 485
69.摩擦式金属支柱工作面顶板控制 488
69.1 摩擦式金属支柱的工作原理 488
69.2 摩擦式金属支柱的布置方式 490
69.3 摩擦式金属支柱工作面矿压显现特征 492
69.4 摩擦式金属支柱工作面的顶板控制 494
69.5 摩擦式金属支柱的使用与检修 496
70.滑移顶梁支架放顶煤工作面围岩控制 499
70.1 滑移顶梁液压支架的类型与特征 499
70.2 滑移顶梁支架水平分段放顶煤工作面围岩控制 503
70.3 长壁工作面滑移顶梁支架放顶煤围岩控制 511
71.1 单体组合式支架的结构 517
71.单体组合式支架工作面顶板控制 517
71.2 单体组合支架的顶板控制特点 520
71.3 单体组合式支架的优点 522
71.4 单体组合式支架的使用 522
72.柔性掩护支架工作面围岩控制 523
72.1 柔性掩护支架的类型与结构 523
72.2 支架安装与初采调斜的围岩控制 528
72.3 正常回采与收尾中的支架下放与围岩控制 530
72.4 支架载荷与矿压显现 534
72.5 支架下放移动角与围岩控制的关系 536
73.1 气嚢的基本结构和参数 538
73.气垛支架工作面围岩控制 538
73.2 气囊支架在缓斜煤层的使用 539
73.3 气囊支架在急斜煤层的使用 541
73.4 气囊支架的技术经济效果 541
七、其它开采方法顶板控制 545
74.连续采煤机短壁开采工作面顶板控制 548
74.1 连续采煤机短壁采煤矿压法显现特点 548
74.2 短壁工作面顶板控制 548
75.房柱式开采工作面顶板控制 551
75.1 矿山压力显现特点 551
75.2 煤柱尺寸的确定 552
75.3 锚杆支架及其布置 556
76.伪俯斜走向长壁工作面顶板控制 558
76.1 伪俯斜分段走向密集工作面顶板控制 558
76.2 伪俯斜掩护支柱工作面顶板控制 564
76.3 伪俯斜正台阶工作面顶板控制 568
77.急斜煤层水平分层及斜切分层工作面顶板控制 570
77.1 人工顶板类型与铺设 570
77.2 支架载荷与顶板控制 572
78.水力开采顶板控制 575
78.1 水力采煤矿山压力与顶板控制概述 575
78.2 斜缓煤层水采矿压显现与顶板控制 576
78.3 急斜煤层水采矿压显现与顶板控制 584
八、矿山压力监测与支护质量管理 589
79.矿山压力监测仪表 593
79.1 围岩的位移监测 593
79.2 单体支柱的阻力监测 599
79.3 综采工作面支架阻力监测 601
79.4 液压支架外载观测仪器 604
79.5 测力计 606
80.工作面支护质量与顶板动态监测的比值法 610
80.1 监测指标及指标值 610
80.2 监测方法 611
81.单体液压支柱工作面支护与顶板监测 615
81.1 监测内容及指标 615
81.2 监测方法 616
82.π长型钢梁工作面支护与顶板监测 619
82.1 监测内容及指标 619
82.2 监测方法 619
83.推垮型冒顶的预报 622
83.1 复合顶板推垮型冒顶的预报 622
83.2 旋转推垮型冒顶的预报 624
84.1 利用支承压力与老顶运动间的关系进行预测预报 625
84.老来顶压的预测预报 625
84.2 利用老顶断裂时引起的扰动信息进行来压预测预报 631
85.老顶来压的计算预测 635
85.1 视为老顶岩梁或板模型的计算预测 635
85.2 受断层影响老顶时分段来压步距的计算预测 637
86.综采工作面支护质量与顶板动态监测 643
86.1 综采工作面顶板状态与支护质量监控系统 643
86.2 综采工作面支护质量监控指标确定的原则和方法 646
86.3 监测内容和方法 647
86.4 监测作用与效果 647
86.5 顶板状态与支护质量监测举例 648