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绪章绪章 绪论
本章主要讲述矿山压力与岩层控制的概念、意义、属性与特色等内容。
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●0.1矿山压力与岩层控制的概念及意义
本节主要讲述矿山压力与岩层控制的概念、意义等内容。
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第一章采场顶板活动规律
本章介绍长壁开采全部垮落法管理顶板情况下上覆岩层活动的一般规律,主要内容包括采场及顶底板的基本概念、采场上覆岩层活动规律的假说、直接顶的垮落、老顶的断裂形式、老顶岩层所受载荷和初次断裂步距的确定、老顶初次断裂后形成的砌体梁”结构的受力及稳定性分析、老顶断裂人工干预的意义及实例等。
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●1.1概述
本节主要介绍采场及顶底板的基本概念、采煤工作面常见的采空区处理方法、有关采场上覆岩层活动规律的假说等内容。
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●1.2直接顶的垮落
本节在介绍直接顶初次垮落的相关基本概念的基础上,进行直接顶初次垮落前的离层分析与垮落后的碎胀特性分析。
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●1.3老顶的断裂形式
本节主要进行老顶的断裂形式分析,包括梁式断裂和板式断裂。
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●1.4老顶载荷的确定
本节将建立老顶的多层顶板组合梁模型,并据此分析老顶的载荷,给出老顶载荷的计算公式并举例说明。
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●1.5老顶的初次断裂步距
本节在介绍老顶的初次断裂步距的概念基础上,进行老顶初次断裂的极限垮距分析,得出老顶初次断裂步距的计算公式。
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●1.6老顶初次断裂后的平衡
本节主要介绍老顶断裂后的三铰拱式平衡结构,并对此结构进行稳定性分析。
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●1.7砌体梁结构的分析
本节主要介绍老顶的砌体梁全结构模型,并对此结构进行受力分析。
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●1.8老顶断裂人工干预的意义与实例
本节主要介绍老顶断裂人工干预的意义,讲解干预后老顶支承条件的变化及实际效果,并以工程应用实例说明实施深孔预裂后基本顶初次断裂步距的变化情况。
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第二章采场矿山压力显现基本规律
煤层开采后打破了原始岩层的平衡状态引起岩层移动,造成顶板下沉、支柱(架)变形折损和煤壁片帮等矿压现象,引起采场周边应力的变化。本章主要介绍采场矿山压力显现的基本规律,包括老顶的初次来压和周期来压、顶板压力估算、工作面支承应力分布和矿压显现的影响因素等相关内容。
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●2.1概述
本节主要介绍顶板下沉、支柱变形与折损、顶板破碎情况、局部冒顶和工作面顶板沿煤壁切落等衡量矿山压力显现程度的指标。
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●2.2老顶的初次来压
本节主要介绍老顶初次来压的定义和特征,详细阐述老顶初次来压期间岩层的破断过程。
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●2.3老顶的周期来压
本节主要介绍老顶周期来压的形成原理、周期来压步距的计算和来压期间顶板的控制措施。
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●2.4顶板压力的估算
本节主要介绍采场顶板压力的估算方法,包括估算法和实测法。
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●2.5回采工作面前后支承压力的分布
本节主要介绍各种采空区支撑条件下工作面前后支承压力的分布特征,以及工作面前后支承压力的分区特征。
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●2.6影响采场矿山压力显现的主要因素
影响采场矿山压力显现的因素复杂多变,本节主要分析采深、采高、控顶距、推进速度、煤层倾角对矿压显现的影响规律。
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第三章采场岩层移动及支护方法
回采工作面是地下移动着的工作空间,为了维护回采工作空间的安全,必须对回来工作面形成的山压力加以控制。本章主要介绍顶板分类与底板特征、液压支架类型与适用条件、采场支架与围岩相互作用关系、采场顶板支护设计方法、坚硬顶板大面积来压防治、综放开采工作面矿压显现规律等内容。
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●3.1顶板的分类与底板特征
本节主要介绍顶板分类的目的、直接顶的分类、基本顶的分类、底板特征与分类四个方面的内容。
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●3.2液压支架类型与适用条件
本节主要介绍液压支架的基本概念、液压支架的分类、以及各种液压支架适用条件等内容。
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●3.3采场支架与围岩相互作用关系
本节主要介绍支架与围岩相互作用体系、支架与围岩相互作用的特点、支架工作阻力与顶板下沉量、采场支护系统与支架的工作状态的关系等内容。
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●3.4采场顶板支护设计
本节主要介绍支架规格的选定、液压支架工作状态的确定、液压支架初撑力的确定等内容。
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●3.5坚硬顶板大面积来压防治
本节主要介绍坚硬顶板大面积来压现象与特征、成因与机理、防治措施等内容。
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●3.6综放开采矿压显现规律
本节主要介绍综放开采概述、综放开采顶煤分区、综放开采矿压显现规律等内容。
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第四章采场岩层移动与控制
本章主要在介绍岩层移动引起的采动损害问题以及为解决此问题而提出的绿色开采理念与技术体系的基础上,讲述岩层控制的关键层理论、采场上覆岩层移动规律、采场底板破坏与突水机理、采场上覆岩层移动的相关控制技术等内容。
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●4.1采场岩层移动与控制
本节主要介绍岩层移动引起的采动损害及相关问题。
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●4.2绿色开采理念与技术体系概述
本节主要介绍煤炭资源的绿色开采理念与技术体系。
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●4.3岩层控制的关键层理论
本节主要讲述关键层的概念及其基本特征;采场覆岩关键层位置的判别方法;关键层复合破断规律、危害及其防治方法3个方面的内容。
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●4.4采场上覆岩层移动规律
本节在介绍岩层移动的相关基本概念的基础上,讲述岩层移动的基本规律,最后简单介绍空隙量守恒理论和等价采高理论。
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●4.5采场底板破坏与突水机理
本节主要在介绍底板突水危害的基础上,讲述采场底板破坏的基本规律和底板关键层对采场底板破坏与突水的影响。
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●4.6采场上覆岩层移动控制技术
本节主要讲述留煤柱、充填开采、离层区充填和协调开采四类采场上覆岩层移动控制技术。
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第五章巷道矿压显现规律
本章讲述巷道的矿压显现规律,主要包括受采动影响巷道的围岩应力、相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定、受采动影响巷道矿压显现规律、采区巷道围岩控制原理等内容。
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●5.1受采动影响巷道的围岩应力
本节主要讲述原岩体内掘进巷道的围岩压力、回采工作面周围支承压力分布和采动引起的底板岩层应力分布等内容。
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●5.2相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定
本节在介绍巷道围岩应力影响带的分布规律的基础上,分析巷道间岩柱的稳定性,讲述如何确定相邻巷道的合理间距。
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●5.3受采动影响巷道矿压显现规律
本节在介绍巷道位置类型和区段巷道布置方式的基础上,讲述区段巷道的矿压显现规律。
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●5.4采区巷道围岩控制原理
本节在介绍巷道围岩压力及其影响因素的基础上,讲述巷道围岩控制原理和控制方法、巷道围岩稳定性分类、巷道支护方式的的选择等内容。
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第六章巷道维护原理和支护技术
本章讲述巷道的维护原理和支护技术,主要包括无煤柱护巷、巷道围岩卸压、巷道金属支架支护、巷道锚杆支护等内容。
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●6.1无煤柱护巷
本节在介绍无煤柱护巷的岩层控制基础知识的基础上,分别讲述沿空留巷和沿空掘巷两种无煤柱护巷技术及其矿压显现规律。
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●6.2巷道围岩卸压
本节主要介绍跨巷回采卸压、巷道围岩开槽卸压及松动卸压、利用卸压巷硐进行巷道卸压、掘前预采等巷道围岩卸压方法。
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●6.3巷道金属支架支护
本节在介绍巷道支架支护原理的基础上,分别介绍巷道金属支架、巷道支架的选型方法、金属支架的拉杆和背板等内容。
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●6.4巷道锚杆支护
本节在介绍锚杆的概念及分类的基础上,分别讲述机械锚固式锚杆、摩擦锚固式锚杆和粘结锚固式锚杆的结构及特点。
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第七章煤矿动压现象及其控制
本章主要在介绍煤矿动压现象的基础上,讲述冲击矿压冲击矿压的特点和分类、发生机理、预测预报与危险性评定以及冲击矿压的防治方法等内容。
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●7.1煤矿动压现象及其控制
本节主要介绍煤矿动压现象的概念、特点、分类及其引发的危害等。
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●7.2冲击矿压的特点和分类
本节在介绍冲击矿压现象及其基本概念的基础上,讲述冲击矿压的特点、类型及其危害。
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●7.3冲击矿压的发生机理
本节在分析冲击矿压影响因素的基础上,讲述冲击矿压发生的机理及判据。
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●7.4冲击矿压的预测预报与危险性评定
本节主要讲述冲击矿压危险性等级划分原则及其预测预报的内容和方法。
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●7.5冲击矿压的防治
本节讲述冲击矿压的防范措施和解危措施。
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第八章矿山岩层控制研究方法
煤层开采引起的覆岩运动会造成回采空间的矿山压力显现,本章主要介绍矿山岩层控制的研究方法,包括:矿压观测法、数值分析方法和相似材料模拟实验法,通过这些研究方法来分析矿压显现规律,为岩层控制提供指导。
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●8.1矿山岩层控制研究方法(上)
本节主要介绍长壁工作面和回采巷道的矿压观测方法。
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●8.2矿山岩层控制研究方法(下)
本节介绍矿山压力的数值分析方法。
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第九章其他条件采场顶板控制
煤层开采引起的覆岩运动会造成回采空间的矿山压力显现,本章主要介绍矿山岩层控制的研究方法,包括:矿压观测法、数值分析方法和相似材料模拟实验法,通过这些研究方法来分析矿压显现规律,为岩层控制提供指导。
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●9.1采场端面冒顶机理与防治
本节主要讲述基本顶活动、端面距、顶梁的抬头/低头角、初撑力以及注浆加固等因素对端面冒顶的影响,介绍端面冒顶的防治方法。
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●9.2浅埋煤层矿山压力与岩层控制
本节在介绍浅埋煤层的定义基础上,讲述浅埋煤层开采的矿压显现特征与规律、上覆岩层运动特征、采场顶板的“砌体梁”结构、采场支架围岩动态作用关系、顶板控制的基本方法等内容。
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●9.3松散承压含水层下面积压架防治
本节介绍松散承压含水层的概念、松散承压含水层下关键层复合破断致灾机理以及大面积压架防治等内容。
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●9.4大倾角煤层矿山压力与围岩控制
本节分别介绍大倾角煤层和急倾角煤层的采场矿压显现规律与围岩控制等内容。
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●9.5采场顶板来压预报与支护质量监测
本节介绍基本顶来压的预测预报、采场顶板支护质量监测等内容。