1 绪论 1
1.1 问题的提出 1
1.2 国内外研究现状 5
1.2.1 煤壁前方煤体应力分布及塑性区范围研究现状 5
1.2.2 大采高工作面煤壁片帮机理研究现状 7
1.2.3 煤壁片帮控制技术研究现状 12
1.2.4 超声无损探伤技术发展现状 16
1.3 本书主要研究内容与研究方法 17
1.3.1 主要研究内容 17
1.3.2 研究方法及技术路线 19
1.4 本书预期研究成果 21
2 基于正交试验和有限变形理论煤壁前方塑性区范围研究 25
2.1 基于正交试验煤壁前方塑性区范围数值模拟研究 25
2.1.1 数值模拟软件对比及选择 26
2.1.2 煤壁片帮塑性变形系数及其正交试验设计 28
2.1.3 煤壁片帮塑性变形系数多元非线性回归分析 31
2.2 基于有限变形理论煤壁前方塑性区范围计算求解 33
2.2.1 顶梁弹塑性有限变形理论认识基础 33
2.2.2 基于顶板弹塑性有限变形的煤体应力求解 34
2.3 煤壁前方塑性区范围描绘 39
2.3.1 同忻矿煤体基本力学参数三轴试验结果 40
2.3.2 8107大采高综放面煤壁前方塑性区范围描绘 44
2.3.3 煤壁前方塑性区范围两种计算方法对比分析 45
2.4 本章小结 46
3 不同硬度煤层大采高综放面煤壁片帮机理研究 48
3.1 不同硬度煤体片帮迹线分类 48
3.1.1 不同硬度煤体三轴压缩试验应力－应变特性对比 48
3.1.2 煤壁片帮迹线与煤体硬度关系探讨 51
3.2 基于尖点突变理论坚硬煤层大采高综放面煤壁片帮机理研究 53
3.2.1 煤壁片帮尖点突变模型的建立 53
3.2.2 坚硬煤层不同片帮迹线条件下片帮机理研究 56
3.3 软弱煤壁弧形滑动失稳机理研究 60
3.3.1 软弱煤壁弧形滑动片帮数值模拟研究 60
3.3.2 煤壁弧形滑动失稳起始破裂位置探讨 64
3.3.3 煤壁弧形滑动失稳力学建模及计算分析 65
3.4 含软弱夹矸煤层大采高综放面煤壁片帮机理研究 68
3.4.1 含软弱夹矸煤层煤壁片帮主要形式 68
3.4.2 含软弱夹矸煤层煤壁片帮力学建模与计算 69
3.4.3 基于控制平面分区的含软弱夹矸煤壁失稳条件分析 72
3.5 本章小结 73
4 8107大采高综放面煤壁片帮关键影响因素综合确定 75
4.1 基于三角模糊算法煤壁片帮关键影响因素计算分析 75
4.1.1 片帮基本事件分类及其三角模糊概率计算 75
4.1.2 片帮基本事件三角模糊重要度计算 89
4.2 煤壁片帮关键影响因素合理值范围的数值模拟分析 94
4.2.1 关键影响因素数值模拟方案设计 94
4.2.2 煤壁片帮关键影响因素合理值范围确定 96
4.3 煤壁片帮关键影响因素回归分析 104
4.4 本章小结 106
5 基于综放支架系统可靠性煤壁片帮控制技术 107
5.1 支架系统可靠性与煤壁片帮控制互馈关系研究 107
5.2 基于共因失效计算模型综放支架系统可靠性研究 108
5.2.1 大采高综放支架故障概率共因失效计算模型的提出 109
5.2.2 ZF15000/27.5/42型综放支架立柱系统可靠性计算示例 110
5.3 “固液同步型”支架故障检测技术及其检测机理 111
5.3.1 综放支架“固液同步型”故障检测技术的提出 111
5.3.2 综放支架“固液同步型”故障检测技术的内涵 114
5.4 本章小结 127
6 同忻矿8107大采高综放面煤壁片帮控制现场工程实践 129
6.1 基于“固液同步型”故障检修实践煤壁片帮控制效果探析 129
6.1.1 ZF15000/27.5/42型综放支架“固液同步型”故障检测方案设计 129
6.1.2 液压支架“固液同步型”故障检测结果统计分析 132
6.1.3 综放面不同故障率区段煤壁控制效果对比分析 138
6.1.4 支架“固液同步型”故障检修前后煤壁控制效果对比分析 139
6.2 大采高综放面煤壁片帮安全评价系统研发应用 151
6.2.1 安全评价系统开发构想及操作界面 151
6.2.2 安全评价系统的应用检验 152
6.3 本章小结 156
7 结论与展望 157
7.1 研究取得的主要成果 157
7.1.1 大采高综放面煤壁前方塑性区范围 157
7.1.2 不同硬度煤层大采高综放面煤壁片帮机理 157
7.1.3 大采高综放面煤壁片帮关键影响因素研究 158
7.1.4 大采高综放开采煤壁片帮控制技术 158
7.1.5 同忻矿8107大采高综放面煤壁片帮控制现场工业性试验 159
7.1.6 大采高综放开采煤壁片帮安全评价系统开发与现场应用检验 159
7.2 创新点 160
7.3 展望 160
附录 C＋＋编程代码 162
参考文献 172