破坏区煤层综采岩层控制理论与技术

　　本书创造性的提出了破坏区摆动调斜的开采技术方案，并针对这一创造性的开采技术方案开展基础理论研究，为这一开采技术在我国破坏区严重的矿区进行回采提供理论依据。工作面摆动调斜时与空巷的距离和调斜后工作面的角度要根据具体开采工艺和采场围岩条件而定，其中摆动时工作面与空巷的距离要大于煤柱由弹性向塑性转化时的宽度，避免煤柱整体失稳，造成工作面压力急剧增加，发生冒顶事故。煤柱的稳定性也是本书的研究内容之一。本书通过理论分析、数值模拟与现场实测详细分析了普通工作面与孤岛工作面开采支承压力分布规律、摆动调斜开采煤柱的变形破坏特征及支架围岩关系，对破坏区煤层开采具有重大科学意义与实用价值。

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1概述1．1矿山压力研究现状1．1．1国外矿山压力研究现状1．1．2国内矿山压力研究现状1．2支承压力的研究现状1．3工作面过破坏区空巷的研究现状1．4工作调斜开采研究现状1．5调斜开采煤柱稳定性研究现状1．6孤岛工作面开采研究现状2破坏区煤层开采概况2．1矿井概况2．2工作面概况2．3煤层概况2．4工作面顶底板概况2．5工作面地质概况2．6破坏区空巷情况2．7工作面设备及回采工艺3破坏区煤岩体物理力学性质3．1煤岩化学及矿物成分3．2煤岩物理性实验3．2．1煤和炭质泥岩密度测定3．2．2煤和炭质泥岩点荷载强度测定3．2．3煤和炭质泥岩水理性试验3．2．4煤和炭质泥岩的膨胀性与崩解性试验3．2．5底板岩石自由膨胀率试验3．3顶底板岩层工程特性3．4小结4破坏区煤层综采关键技术4．1当前开采工艺的不足4．2过复杂交叉小煤窑巷道开釆新工艺4．2．1工作面过平行空巷开釆工艺4．2．2工作面过垂直巷道开釆工艺4．3实施前后的问题与处理原则4．4实施过程中的问题与解决方案4．4．1采高与工作面形状的影响4．4．2煤壁片帮的处理4．4．3进刀方式的处理4．4．4支架的问题及处理4．4．5工作面积水的控制4．4．6工作面倾角的影响5破坏区煤层综采支架与围岩关系研究5．1支承压力计算5．1．1前方无破坏区空巷时支承压力计算5．1．2前方有破坏区空巷时支承压力计算5．2工作面与平行空巷间煤柱稳定性5．2．1工作面调斜前矩形煤柱极限强度5．2．2工作面调斜后不规则煤柱极限强度5．2．3工作面调斜后不规则煤柱稳定性5．3支架最小工作阻力及稳定性分析5．3．1长跨度准失稳块体结构模型5．3．2长跨度多支撑失稳块体结构模型5．3．3支架工作阻力影响因素分析5．3．4支架稳定性分析5．4小结6破坏区煤层综采数值模拟研究6．1数值模拟分析6．1．1FLAC3D数值模拟方法6．1．2模拟参数选择6．1．3数值模型建立6．2数值结果分析6．2．1初始地应力平衡求解6．2．2调斜开采阶段模拟结果分析6．2．3揭露空巷阶段模拟结果分析6．3应力监测线监测分析6．3．1空巷两侧煤壁监测线分析6．3．2沿走向超前支承压力分析6．4小结7破坏区煤层综采矿压显现规律实测研究7．1工作面矿山压力实测7．1．1监测方案7．1．2监测内容7．2矿压显现规律7．2．1正常回采阶段顶板垮落及支架来压特征7．2．2揭露空巷