目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 工作面頂板災害現(xiàn)狀 1
1.1.1 工作面頂板災害易引起次生災害發(fā)生 2
1.1.2 提高支架額定支護強度(工作阻力)并不能杜絕頂板災害 3
1.1.3 非堅硬頂板工作面大面積切頂壓架事故易被忽視 4
1.1.4 淺埋煤層頂板大面積切頂壓架治理難度大 4
1.1.5 工作面頂板災害是主要災害之一 5
1.2 國內外相關技術發(fā)展概況和趨勢 6
1.2.1 工作面頂板災害機理研究 6
1.2.2 工作面礦壓及災害監(jiān)測技術 9
1.2.3 頂板災害控制技術 10
1.3 已有研究存在的問題 11
1.4 本書創(chuàng)新點及主要內容 12
參考文獻 14
第2章 工作面頂板災害類型、案例及特點 15
2.1 工作面大面積片幫冒頂災害 15
2.1.1 定義及現(xiàn)象 15
2.1.2 典型案例 16
2.1.3 致災機理及原因 17
2.2 工作面頂板大面積突然垮落災害 20
2.2.1 定義及現(xiàn)象 20
2.2.2 典型案例 21
2.3 工作面大面積切頂壓架災害 30
2.3.1 定義及現(xiàn)象 30
2.3.2 典型案例 30
2.4 三類頂板災害關系及相互轉化 46
參考文獻 47
第3章 工作面礦壓顯現(xiàn)定量化分析方法 48
3.1 工作面礦壓數(shù)據(jù)類型及監(jiān)測方法 48
3.2 支架工作阻力等相關概念 51
3.3 支架工作阻力*線 54
3.4 工作面支架工況多參量分析方法 56
3.4.1 支架初撐力 56
3.4.2 安全閥開啟 60
3.4.3 支架受力不均衡 66
3.4.4 支架立柱不保壓 69
3.4.5 支架工作阻力頻率分布 71
3.4.6 支架工作阻力高報比例 71
3.4.7 支架工況綜合評價方法 72
3.5 工作面礦壓顯現(xiàn)強度分析及評價方法 77
3.5.1 工作面周期來壓 77
3.5.2 工作面礦壓顯現(xiàn)強度指標及評價方法 85
參考文獻 93
第4章 我國不同地質條件工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特征 95
4.1 淺埋煤層工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特征 95
4.1.1 淺埋煤層賦存特征 95
4.1.2 上灣煤礦 97
4.1.3 石圪臺礦 100
4.1.4 楊伙盤煤礦 107
4.1.5 淺埋工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特征 116
4.2 堅硬頂板工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特征 118
4.2.1 堅硬頂板煤層賦存特征 118
4.2.2 酸刺溝煤礦 120
4.2.3 千樹塔煤礦 124
4.2.4 堅硬頂板工作面礦壓及頂板災害典型特征 127
4.3 非堅硬頂板工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及特征 129
4.3.1 非堅硬頂板煤層賦存特征 129
4.3.2 崔木煤礦 130
4.3.3 長平煤礦 133
4.3.4 非堅硬頂板工作面礦壓及頂板災害典型特征 138
參考文獻 140
第5章 支架工作阻力均化循環(huán)及增阻特性 141
5.1 支架工作阻力研究方法綜述 141
5.2 支架工作阻力均化循環(huán)提出 142
5.2.1 采用支架工作阻力*線分析礦壓存在的問題 142
5.2.2 均化循環(huán)F-T*線和均化循環(huán)ΔF-T*線提出 143
5.3 均化循環(huán)ΔF-T分析方法 144
5.3.1 循環(huán)ΔF-T*線類型及特點 144
5.3.2 均化循環(huán)ΔF-T計算方法 146
5.3.3 循環(huán)ΔF-T*線擬合及合理性驗證 146
5.4 不同工作面支架均化循環(huán)ΔF-T和增阻特征 148
5.4.1 淺埋煤層 148
5.4.2 堅硬頂板 152
5.4.3 非堅硬頂板 155
5.4.4 三類頂板增阻特性對比 158
5.5 支架循環(huán)工作阻力力學模型分析 159
5.6 初撐力對支架增阻的影響 162
5.6.1 廣義開爾文模型 163
5.6.2 Maxwell模型 164
參考文獻 164
第6章 基于分區(qū)支承理論頂板巖層斷裂及失穩(wěn)機理研究 166
6.1 工作面頂板巖層結構及活動研究現(xiàn)狀和存在問題 166
6.2 工作面頂板分區(qū)支承理論及力學模型 168
6.2.1 工作面頂板分區(qū)支承理論提出 168
6.2.2 工作面頂板分區(qū)支承類型 168
6.2.3 分區(qū)支承頂板內力和變形力學模型及求解 171
6.2.4 不同分區(qū)支承剛度系數(shù)及支架剛度 176
6.3 多區(qū)支承頂板的內力分布及破斷特征 181
6.3.1 工作面頂板斷裂位置判定條件 182
6.3.2 頂板內力分布和破斷特征及影響因素 184
6.3.3 煤壁斷裂基本頂?shù)姆�(wěn)定性 191
6.4 不同支承條件工作面頂板來壓特征 199
6.4.1 基本頂活動及對支架增阻影響 199
6.4.2 淺埋煤層三區(qū)支承頂板來壓特征 207
6.4.3 堅硬頂板四區(qū)支承來壓特征 209
6.4.4 非堅硬頂板二區(qū)支承來壓特征 212
參考文獻 215
第7章 工作面頂板災害近遠場監(jiān)測預警技術 217
7.1 國內礦壓監(jiān)測技術現(xiàn)狀 217
7.1.1 頂板災害監(jiān)測預警系統(tǒng)的發(fā)展 217
7.1.2 微震監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展 219
7.1.3 國內礦壓監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題 220
7.2 工作面近場頂板災害監(jiān)測預警系統(tǒng) 221
7.2.1 系統(tǒng)總體架構 222
7.2.2 核心傳感器及各子系統(tǒng)開發(fā) 222
7.2.3 多源異構數(shù)據(jù)采集協(xié)議開發(fā) 228
7.2.4 頂板礦壓監(jiān)測預警系統(tǒng)核心算法 228
7.2.5 監(jiān)測預警軟件平臺 231
7.2.6 應用案例 237
7.3 工作面遠場覆巖斷裂失穩(wěn)微震監(jiān)測技術 241
7.3.1 遠場覆巖斷裂失穩(wěn)微震監(jiān)測原理 242
7.3.2 井上下微震聯(lián)合監(jiān)測系統(tǒng) 249
7.3.3 井上下微震系統(tǒng)波速模型研究 252
7.3.4 井上下微震聯(lián)合監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測效果 255
7.3.5 KJ1160礦用微震監(jiān)測系統(tǒng)原理與應用 260
7.3.6 微震監(jiān)測系統(tǒng)在頂板災害防治中的應用 276
參考文獻 288
第8章 工作面頂板災害防治技術及現(xiàn)場應用 289
8.1 工作面頂板災害整體防治思路 289
8.2 基于頂板下沉量控制的淺埋煤層工作面頂板災害防治技術 290
8.2.1 災害案例 290
8.2.2 防治技術 291
8.2.3 防治效果 295
8.3 基于提高支護剛度的非堅硬頂板工作面切頂壓架防治技術 295
8.3.1 災害案例 295
8.3.2 防治技術 300
8.3.3 防治效果 305
8.4 中低位堅硬頂板深孔爆破弱化技術 308
8.4.1 工作面條件 308
8.4.2 潛在災害 308
8.4.3 深孔爆破頂板弱化技術 309
8.5 工作面中低位堅硬頂板“鉆-切-壓”弱化技術 315
8.5.1 技術原理及工藝 316
8.5.2 應用效果 321
8.6 高位硬厚頂板地面區(qū)域壓裂弱化技術 324
8.6.1 地面區(qū)域壓裂弱化技術 325
8.6.2 工作面強礦壓地面區(qū)域壓裂卸壓防治技術及應用 327
8.6.3 沖擊地壓地面區(qū)域壓裂卸壓防治技術及應用 345
8.7 房柱式采空區(qū)下長壁工作面頂板災害防治技術 350
8.7.1 災害案例 350
8.7.2 防治技術 351
8.7.3 防治效果 355
參考文獻 356
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