第一篇 引言 3
第1章 绪论 3
1.1 煤矿开采岩层控制理论与方法 3
1.2 煤矿开采地表沉陷控制理论与方法 5
1.2.1 煤矿开采沉陷国内外研究现状 5
1.2.2 煤矿开采地表移动的基本规律 7
1.2.3 开采沉陷对建（构）筑物的影响 8
1.2.4 煤矿开采地表沉陷控制的主要技术途径 9
1.3 充填采煤方法与技术 11
第2章 综合机械化固体充填采煤技术 17
2.1 综合机械化充填采煤技术发展历程 17
2.2 普采（或炮采）机械化抛矸充填采煤技术 19
2.2.1 机械化抛矸充填采煤系统布置 19
2.2.2 机械化抛矸充填采煤关键设备 21
2.2.3 机械化抛矸采煤与充填工艺 22
2.3 综合机械化采空区储矸充填采煤技术 23
2.3.1 采空区储矸充填采煤系统布置 23
2.3.2 采空区储矸充填采煤关键设备 24
2.3.3 采空区储矸充填与采煤工艺 25
2.4 综合机械化固体密实充填采煤技术 26
2.4.1 固体密实充填采煤系统布置 26
2.4.2 固体密实充填采煤关键设备 30
2.4.3 固体密实采煤与充填工艺 32
2.5 采选充采一体化固体充填采煤技术 35
2.5.1 采选充采一体化技术原理 36
2.5.2 井下煤流矸石洗选系统 36
2.5.3 采选充采关键设备 36
2.5.4 采选充采工艺 38
第二篇 基础理论 41
第3章 固体充填材料物理力学特性测试 41
3.1 固体充填材料来源与基本特性 41
3.1.1 固体充填材料来源 41
3.1.2 固体充填材料基本特性 42
3.2 固体充填材料的基本物理力学特性 43
3.2.1 固体充填材料的矿物成分 43
3.2.2 固体充填材料的细观结构特征 45
3.2.3 固体充填材料的力学特性 52
3.3 固体充填材料的碎胀与压实特性 53
3.3.1 固体充填材料的碎胀特性 53
3.3.2 固体充填材料的应变与应力关系 53
3.3.3 固体充填材料的压实度与应力关系 57
3.4 固体充填材料的时间相关特性 59
3.4.1 固体充填材料时间相关特性测试方法 59
3.4.2 固体充填材料时间相关特性试验结果 60
3.4.3 固体充填材料时间相关特性试验对比 65
第4章 固体密实充填采煤方法 69
4.1 固体密实充填采煤的原理与方法 69
4.1.1 固体充填采煤技术难点分析 69
4.1.2 固体充填采煤的技术原理 70
4.1.3 固体充填采煤技术关键 72
4.2 固体密实充填主动支护系统 72
4.2.1 固体充填采煤矿压控制原则 72
4.2.2 固体充填采煤采场支护系统 73
4.2.3 充填采煤液压支架支护阻力 74
4.3 固体密实充填全断面压实系统 82
4.3.1 固体充填采煤密实度控制方法 82
4.3.2 固体充填采煤全断面压实结构 83
4.3.3 固体充填采煤压实结构工作状态 84
4.4 固体密实充填密实度实时监控系统 86
4.4.1 固体充填采煤密实度监控内容与方法 86
4.4.2 固体充填采煤密实度监控装备 87
4.4.3 固体充填采煤密实度监控数据分析方法 87
第5章 固体充填采煤岩层移动与地表沉陷控制理论 92
5.1 固体充填采煤岩层移动分析的等价采高理论 92
5.1.1 固体充填采煤等价采高模型的建立 92
5.1.2 固体充填采煤等价采高关键参数的确定 93
5.1.3 固体充填采煤等价采高影响因素分析 94
5.2 固体充填采煤的采场矿压与地表沉陷规律 96
5.2.1 固体充填采煤采场矿压显现规律 96
5.2.2 固体充填采煤地表沉陷规律 105
5.3 固体充填采煤岩层移动物理模拟 107
5.3.1 相似材料模型的建立 107
5.3.2 固体充填体相似模拟试验 108
5.3.3 固体充填采煤覆岩移动规律分析 112
5.4 固体充填采煤岩层移动数值分析 116
5.4.1 固体充填数值分析模型的建立 116
5.4.2 固体充填材料与岩层移动关系分析 119
5.4.3 固体充填采煤岩层移动特征分析 131
5.5 固体充填采煤地表沉陷控制的设计方法 136
5.5.1 固体充填采煤地表沉陷控制目标 136
5.5.2 固体充填采煤地表沉陷设计流程 139
5.5.3 固体充填采煤地表沉陷预计参数选择 143
第三篇 工程设计方法 149
第6章 固体充填材料井上下输送系统设计 149
6.1 固体充填材料井上运输方式与系统 149
6.1.1 固体充填材料井上输送方式选择 149
6.1.2 固体充填材料井上输送设备选型 149
6.1.3 固体充填材料井上输送系统设计 150
6.2 固体充填材料垂直输送系统 153
6.2.1 固体充填材料垂直输送基本结构 153
6.2.2 垂直输送系统投料管材质与结构 154
6.2.3 固体充填材料垂直输送缓冲装置设计 156
6.3 固体充填材料垂直输送监控系统 161
6.3.1 固体充填材料垂直输送监控指标 161
6.3.2 固体充填材料垂直输送监控设备 161
6.3.3 固体充填材料垂直输送监控系统布置 163
6.4 固体充填材料井上下输送系统设计方法 163
6.4.1 固体充填材料输送条件分析 163
6.4.2 固体充填材料输送系统结构与施工设计 165
第7章 固体充填采煤关键装备选型与配套 169
7.1 固体充填采煤设备的配套与选型 169
7.1.1 固体充填采煤设备的选型原则 169
7.1.2 固体充填采煤设备的性能要求 169
7.2 充填采煤液压支架与压实机构 171
7.2.1 充填采煤液压支架架型确定 171
7.2.2 充填采煤液压支架参数设计 171
7.2.3 充填采煤液压支架结构设计 174
7.2.4 固体充填采煤压实机构结构优化设计 177
7.3 多孔底卸式输送机 178
7.3.1 多孔底卸式输送机结构原理 178
7.3.2 多孔底卸式输送机卸料孔结构与尺寸优化 179
7.3.3 多孔底卸式输送机形式与参数 180
7.3.4 机头机尾升降平台 182
7.4 固体充填材料转载输送机 183
7.4.1 固体充填材料转载输送机结构原理 183
7.4.2 固体充填材料转载输送机形式与参数 185
7.5 固体充填采煤装备配套设计方法 186
7.5.1 固体充填采煤“四机”能力配套 186
7.5.2 固体充填采煤“四机”结构配套 187
7.5.3 固体充填采煤“四机”配套流程 188
第8章 固体充填采煤工程设计方法 189
8.1 建（构）筑物下固体密实充填采煤工程设计方法 189
8.1.1 建（构）筑物采动损害等级与设防标准 189
8.1.2 建（构）筑物下固体密实充填采煤设计方法及流程 191
8.2 铁路下充填采煤工程设计方法 193
8.2.1 铁路下采煤地表变形控制与维修治理对策 193
8.2.2 铁路下固体密实充填采煤设计流程 195
8.3 含水层下固体密实充填采煤工程设计方法 196
8.3.1 固体密实充填采煤导水裂隙带高度分析 196
8.3.2 水体下固体密实充填采煤设计方法及流程 197
第四篇 工程实践 205
第9章 建（构）筑物下固体密实充填采煤 205
9.1 平煤十二矿固体充填采煤 205
9.1.1 矿井概况与地质采矿条件 205
9.1.2 建（构）筑物设防指标确定 206
9.1.3 固体充填采煤系统与装备 206
9.1.4 固体充填采煤地表沉陷分析 214
9.2 淮北杨庄矿固体充填采煤 227
9.2.1 矿井概况与地质采矿条件 227
9.2.2 建（构）筑物设防指标确定 228
9.2.3 固体充填采煤系统与装备 229
9.2.4 固体充填采煤地表沉陷分析 230
9.3 阳泉东坪矿固体充填采煤 237
9.3.1 矿井概况与采矿地质条件 237
9.3.2 建（构）筑物设防指标的确定 238
9.3.3 固体充填采煤系统与装备 239
9.3.4 固体充填采煤地表沉陷分析 242
9.4 济宁花园煤矿固体充填采煤 246
9.4.1 矿井概况与地质采矿条件 246
9.4.2 建（构）筑物设防指标确定 248
9.4.3 固体充填采煤系统与装备 249
9.4.4 固体充填采煤地表沉陷分析 262
9.5 开滦唐山矿固体充填采煤 275
9.5.1 矿井概况与地质采矿条件 275
9.5.2 建（构）筑物设防指标确定 276
9.5.3 煤流矸石井下分选系统布置 276
9.5.4 固体充填采煤系统与装备 282
9.5.5 固体充填采煤地表沉陷分析 291
第10章 其他条件下固体密实充填采煤 302
10.1 五沟矿含水层下固体充填采煤 302
10.1.1 矿井概况与地质采矿条件 302
10.1.2 固体充填采煤充实率指标设计 309
10.1.3 固体充填采煤系统与装备 314
10.1.4 固体充填采煤导水裂隙分析 319
10.2 兖州济三矿大型堤坝下固体充填采煤 326
10.2.1 矿井概况与地质采矿条件 326
10.2.2 大型堤坝设防指标确定 328
10.2.3 固体充填采煤系统与装备 329
10.2.4 固体充填采煤地表沉陷分析 334
10.3 内蒙古泰源矿铁路下固体充填采煤 344
10.3.1 矿井概况与地质采矿条件 344
10.3.2 铁路设防指标确定 345
10.3.3 固体充填采煤系统与装备 348
10.3.4 固体充填采煤地表沉陷分析 358
10.4 阳泉新元公司高速公路下固体充填采煤 369
10.4.1 矿井概况与地质采矿条件 369
10.4.2 高速公路设防指标确定 370
10.4.3 固体充填采煤系统与装备 372
10.4.4 固体充填采煤地表沉陷分析 379
参考文献 386