綜放沿空煤巷破壞與控制

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 綜放沿空煤巷的安全問題 1
1.2 沿空煤巷的分類 2
1.3 綜放沿空煤巷圍巖破壞與控制研究進展 3
1.4 沿空煤巷煤柱寬度研究進展 5
1.5 錨桿(索)支護技術(shù)發(fā)展歷程及趨勢 6
1.5.1 錨桿(索)支護技術(shù)發(fā)展歷程 6
1.5.2 錨桿(索)支護技術(shù)發(fā)展趨勢 6
1.6 綜放沿空煤巷圍巖控制的難題 8
參考文獻 9
第2章 綜放沿空煤巷頂板破壞特征 11
2.1 巷道頂板離層錯動形式 11
2.2 巷道頂板離層錯動機理 12
2.2.1 巷道頂板離層的力學(xué)分析 12
2.2.2 煤巖層沿層面錯動力學(xué)分析 13
2.3 綜放寬煤柱沿空煤巷頂板破壞特征 14
2.3.1 礦壓顯現(xiàn)特征 14
2.3.2 頂板內(nèi)部裂隙發(fā)育特征 16
2.4 綜放窄煤柱沿空煤巷頂板不對稱破壞特征 20
2.4.1 礦壓顯現(xiàn)特征 20
2.4.2 頂板內(nèi)部裂隙發(fā)育特征 22
2.5 巷道頂板離層錯動關(guān)鍵因素分析 34
2.5.1 正交試驗設(shè)計 34
2.5.2 頂板離層關(guān)鍵因素分析 39
2.5.3 頂板巖層錯動關(guān)鍵因素分析 41
參考文獻 42
第3章 綜放寬煤柱采動影響煤巷頂板煤巖體破壞機制 43
3.1 采動影響煤巷應(yīng)力分布數(shù)值研究 43
3.1.1 模型建立及監(jiān)測 43
3.1.2 劇烈采動影響煤巷應(yīng)力響應(yīng)特征 44
3.2 綜放煤巷采動影響劇烈程度分區(qū)研究 48
3.3 煤巷掘采聯(lián)合動壓作用區(qū)數(shù)值分析 49
3.3.1 偏應(yīng)力不變量基礎(chǔ)理論 49
3.3.2 偏應(yīng)力不變量物理意義 51
3.3.3 偏應(yīng)力不變量的分布 53
3.4 偏應(yīng)力場分布的柱寬效應(yīng) 63
3.4.1 第二不變量柱寬效應(yīng) 63
3.4.2 第三不變量柱寬效應(yīng) 67
參考文獻 71
第4章 綜放窄煤柱沿空煤巷頂板煤巖體不對稱破壞機制 72
4.1 綜放窄煤柱沿空煤巷上覆巖層結(jié)構(gòu)特征 72
4.1.1 側(cè)向頂板破斷結(jié)構(gòu)判定 72
4.1.2 側(cè)向頂板結(jié)構(gòu)尺寸特征 76
4.2 頂板不對稱梁力學(xué)模型 80
4.2.1 整體力學(xué)模型 80
4.2.2 彎矩分布特征 82
4.2.3 撓度分布特征 83
4.3 頂板不對稱破壞規(guī)律 84
4.3.1 相鄰工作面回采期間側(cè)向煤巖體應(yīng)力分布 84
4.3.2 綜放沿空煤巷掘進期間頂板應(yīng)力位移分布 88
4.3.3 20103工作面回采期間綜放沿空煤巷頂板應(yīng)力位移分布 94
4.4 頂板不對稱破壞機理與控制方向 100
4.4.1 頂板不對稱性分布規(guī)律 100
4.4.2 頂板不對稱性分布的影響因素 109
4.4.3 頂板不對稱破壞控制方向 111
參考文獻 112
第5章 新型高預(yù)應(yīng)力錨索桁架結(jié)構(gòu)及力學(xué)作用機理 114
5.1 新型高預(yù)應(yīng)力錨索桁架結(jié)構(gòu)及優(yōu)越性 114
5.1.1 支護必要性 114
5.1.2 支護原理 115
5.1.3 控制系統(tǒng)優(yōu)越性 119
5.2 新型高預(yù)應(yīng)力錨索桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)特性 123
5.2.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù) 123
5.2.2 力學(xué)試驗 126
5.2.3 結(jié)構(gòu)受力分析 134
5.3 新型高預(yù)應(yīng)力錨索桁架結(jié)構(gòu)雙向控制作用 137
5.3.1 組合梁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型 137
5.3.2 垂直方向控制作用 138
5.3.3 水平方向控制作用 140
參考文獻 142
第6章 寬煤柱采動影響煤巷分區(qū)強化控制技術(shù) 143
6.1 回采動壓作用區(qū)補強機理及方案 143
6.1.1 回采動壓作用區(qū)補強機理 144
6.1.2 補強支護方案 144
6.1.3 補強支護效果 147
6.2 掘采聯(lián)合動壓作用區(qū)補強 150
6.2.1 動壓作用區(qū)補強機理 150
6.2.2 動壓作用區(qū)支護方案 151
6.2.3 工業(yè)試驗評價 154
6.3 采后靜壓作用區(qū)支護控制 154
6.3.1 支護方案 154
6.3.2 效果分析 154
第7章 綜放沿空煤巷頂板煤巖體不對稱調(diào)控系統(tǒng) 156
7.1 系統(tǒng)簡介 156
7.1.1 不對稱調(diào)控系統(tǒng)的提出 156
7.1.2 不對稱調(diào)控系統(tǒng)的組成 157
7.1.3 不對稱調(diào)控系統(tǒng)的特點及功能 157
7.2 綜放窄煤柱沿空煤巷頂板-不對稱調(diào)控系統(tǒng)耦合機制 160
7.2.1 不對稱調(diào)控系統(tǒng)的相關(guān)理論 160
7.2.2 不對稱調(diào)控系統(tǒng)支護參數(shù)優(yōu)化模擬 164
7.3 綜放沿空煤巷頂板煤巖體錨索桁架控制指標體系 176
7.3.1 方案設(shè)計 177
7.3.2 權(quán)重分析 178
7.3.3 指標體系構(gòu)建 180
參考文獻 181
第8章 綜放窄煤柱沿空煤巷不對稱調(diào)控系統(tǒng)應(yīng)用案例 182
8.1 20103區(qū)段運輸平巷工程實踐 182
8.1.1 地質(zhì)概況 182
8.1.2 支護參數(shù)設(shè)計 182
8.1.3 效果分析 185
8.2 20321回風(fēng)平巷工程實踐 194
8.2.1 地質(zhì)概況 194
8.2.2 支護參數(shù)設(shè)計 194
8.2.3 效果分析 198