1我国厚煤层开采现状 1
1.1能源的重要性 1
1.2我国能源现状 2
1.3我国煤炭资源基本特征 4
1.4我国煤炭资源开采现状 6
1.4.1煤矿开采学科及采煤方法 7
1.4.2我国煤矿开采现状 12
1.5我国厚煤层开采的主要方法 15
1.5.1厚煤层开采的主要方法 15
1.5.2放顶煤开采 18
1.5.3大采高开采 18
1.5.4厚煤层开采急需解决的主要问题 20
2放顶煤开采方法分类与基本原理 23
2.1对放顶煤开采的基本认识 24
2.2放顶煤开采方法分类 26
2.2.1按工作面布置方式分类 26
2.2.2按机械化程度分类 29
2.3放顶煤开采的基本原理与工艺 33
2.3.1放顶煤开采的基本原理 33
2.3.2放顶煤开采的基本工艺 34
2.3.3放煤方式 36
2.3.4工作面参数确定 38
2.4放顶煤开采的基本理论与工程问题 47
2.4.1放顶煤开采的基本理论问题 48
2.4.2放顶煤开采的基本工程问题 50
3放顶煤开采的顶煤破碎与放出理论 52
3.1顶煤破碎机理与运移规律 52
3.1.1顶煤的力学特征与力场条件 52
3.1.2顶煤的破坏过程描述与分区 55
3.1.3顶煤的冒落形态 59
3.1.4改善坚硬顶煤冒放性的人工辅助措施 63
3.1.5顶煤破碎过程的损伤力学描述 64
3.2煤体表面裂隙调查与统计分析 66
3.2.1裂隙间距D的分布 67
3.2.2裂隙半迹长L的分布 70
3.2.3裂隙倾向的分布 72
3.3顶煤冒落的块度预测 73
3.3.1生成煤体内三维裂隙网络 73
3.3.2块体尺寸计算 75
3.4顶煤放出的椭球体理论 80
3.4.1散体顶煤常用的物理力学指标 80
3.4.2顶煤放出理论 82
3.5顶煤放出的散体介质流理论 88
3.5.1散体介质流理论的理论研究 89
3.5.2散体介质流理论的试验研究 92
3.5.3放煤过程的数值模拟 96
3.6顶煤放出率的现场观测 99
3.6.1顶煤运移跟踪仪的基本原理 100
3.6.2工作面基本条件的观测 100
3.6.3顶煤运移跟踪仪的现场安装 101
3.6.4观测结果 101
4放顶煤开采矿山压力显现与煤壁稳定控制 103
4.1综放采场围岩力学系统 103
4.1.1煤体的力学性质 103
4.1.2垮落矸石的力学性质 104
4.1.3直接顶的力学性质 105
4.1.4综放支架的力学性质 105
4.2工作面矿山压力显现基本规律 106
4.2.1支承压力分布 106
4.2.2工作面矿压显现的基本规律 107
4.3支架工作阻力对煤壁稳定的影响 111
4.3.1支架工作阻力对煤壁压力影响的理论分析 112
4.3.2支架工作阻力对煤壁片帮与端面漏冒的数值模拟计算 113
4.4煤壁片帮机理分析 117
4.4.1煤壁拉裂破坏 117
4.4.2煤壁剪切破坏 118
4.5煤体注水提高煤壁与端面稳定性机理分析 118
4.5.1煤体注水强度的测定及分析 118
4.5.2煤体强度变化对支承压力分布影响的理论分析 127
4.5.3煤体注水对煤壁及端面稳定的FLAC模拟计算分析 129
5综放开采顶板宏观移动的离散元模拟 137
5.1离散单元法基本原理及UDEC2D简介 138
5.1.1离散单元法基本原理 138
5.1.2UDEC简介 139
5.2综放采场软煤条件下UDEC数值模型的建立 141
5.2.1模型的物理尺寸与边界条件 141
5.2.2模型的本构关系与属性参数 142
5.3不同采高情况下工作面煤壁稳定性模拟计算 143
5.3.1采高2.0m的工作面煤壁状况 143
5.3.2采高2.2m的工作面煤壁状况 143
5.3.3采高2.5m的工作面煤壁状况 144
5.3.4采高2.8m工作面煤壁状况 145
5.3.5采高3.2m的工作面煤壁状况 146
5.4不同煤层厚度情况下顶板岩层的宏观运动规律 146
5.4.15m厚煤层的顶板岩层宏观运动规律 147
5.4.27.5m厚煤层的顶板岩层宏观运动规律 150
5.4.310m厚煤层的顶板岩层宏观运动规律 153
6工作面支架工作阻力确定 157
6.1按“砌体梁”理论确定支架工作阻力 157
6.1.1“砌体梁”结构模型 157
6.1.2“砌体梁”结构的力学分析 164
6.1.3支架工作阻力确定 167
6.2按“传递岩梁”理论计算支架工作阻力 168
6.2.1“传递岩梁”理论 168
6.2.2支架—围岩关系 169
6.2.3直接顶载荷计算 172
6.2.4老顶载荷计算 173
6.3浅埋深开采液压支架工作阻力确定 176
6.3.1“短砌体梁”结构及稳定性分析 177
6.3.2老顶“台阶岩梁”结构模型及其稳定性分析 179
6.3.3控制老顶滑落失稳的支护阻力确定 180
6.3.4合理支护阻力的确定 181
6.4工作面支架工作阻力估算法 182
6.4.1按采高的倍数估算 182
6.4.2英国WILSON估算方法 183
6.4.3德国方法 184
6.4.4法国方法 185
6.5确定支架工作阻力的动载荷法 186
6.5.1直接顶载荷计算 187
6.5.2老顶冲击载荷计算 188
7高瓦斯极软厚煤层放顶煤开采技术 191
7.1高瓦斯极软厚煤层预采顶分层的放顶煤开采技术 191
7.1.1采用预采顶分层的综合机械化放顶煤开采 192
7.1.2开采工艺与围岩控制实施技术 193
7.1.3工作面矿山压力显现规律研究 196
7.2下分层综放工作面瓦斯综合治理技术研究 199
7.2.1实现综放开采的技术途径 199
7.2.2顶分层工作面瓦斯综合治理 200
7.2.3下分层工作面煤层突出危险性评价 202
7.2.4下分层工作面瓦斯综合治理技术 203
7.3自然发火综合防治技术 205
7.3.1综放面自燃“三带”划分 205
7.3.2自然发火综合防治技术 208
7.4综放工作面粉尘防治技术 209
7.4.1综放开采产尘状况分析 209
7.4.2综合防尘技术及装备 210
7.5放顶煤液压支架研制 211
7.5.1液压支架总体选型与架型选择 211
7.5.2关键性结构与技术参数确定 211
7.6极软含夹矸煤层大采高放顶煤开采技术 213
7.6.1概况 213
7.6.2工作面设备配置与开采工艺 214
7.6.3回采过程中的过断层技术 217
7.6.4回采工作面的矿压显现规律 218
7.7瓦斯开采与利用技术 223
7.7.1瓦斯储量情况 223
7.7.2瓦斯开采情况 223
7.7.3瓦斯利用情况 225
8特厚煤层放顶煤开采技术 226
8.1基本条件 226
8.2工作面巷道布置与支护技术 226
8.3工作面主要设备配置 231
8.3.1工作面主要设备配置 231
8.3.2工作面主要设备技术特征参数 231
8.4开采工艺 234
8.5顶板管理 235
8.5.1来压及停采前的顶板管理 235
8.5.2过断层及顶板破碎带时的顶板管理 235
8.6运输巷、回风巷及超前支护管理 235
8.6.1运输巷、回风巷的超前支护 235
8.6.2工作面安全出口管理 236
8.7工作面矿压观测 236
8.8工作面“一通三防”技术措施 237
8.8.1风量计算 237
8.8.2瓦斯防治 239
8.8.3综合防尘系统 239
8.8.4防治煤层自然发火技术措施 239
9坚硬厚煤层综放开采技术 241
9.1地质条件 241
9.2巷道布置 242
9.3设备配置 243
9.4顶煤预爆破技术 244
9.4.1试验方案 244
9.4.2施工工艺 245
9.4.3方案实施 246
9.5开采工艺 248
9.5.1斜切进刀 248
9.5.2割煤 248
9.5.3移支架 248
9.5.4推、拉运输机 248
9.5.5移运输机头、运输机尾 249
9.5.6放顶煤 249
10大倾角特厚煤层走向长壁放顶煤开采技术 250
10.1概况 250
10.2巷道布置 250
10.3采煤方法 252
10.4工作面矿压显现规律 253
10.4.1沿推进方向矿山压力显现规律 253
10.4.2沿工作面方向矿压显现规律 253
10.4.3工作面矿压显现的基本规律 254
10.5开采的特殊技术 254
10.5.1支架的抗扭、防倒、防滑及调架装置 254
10.5.2工作面圆弧过渡布置 256
11大采高开采技术 258
11.1上湾煤矿大采高开采技术与装备 258
11.1.1大采高工作面地质及水文情况 258
11.1.2工作面设备配套及技术参数 259
11.1.3回采工艺及劳动组织 262
11.2寺河矿大采高开采技术与装备 263
11.2.1工作面概述 263
11.2.2工作面设备配套及技术参数 265
11.2.3回采工艺及劳动组织 266
11.3“两硬”条件大采高开采技术与装备 271
11.3.1工作面基本条件 271
11.3.2工作面装备 273
11.3.3开采工艺 275
11.3.4坚硬顶板控制效果 279
参考文献 281