矩形斷面綜掘煤巷復合頂板失穩(wěn)機制及安全控制技術

1 緒論
1.1 問題的提出
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 復合頂板基本特征與分類
1.2.2 煤巷快速掘進技術
1.2.3 煤巷頂板支護設計方法與錨桿支護理論
1.2.4 煤巷掘進工作面圍巖穩(wěn)定性
1.2.5 煤巷復合頂板失穩(wěn)機理及其控制技術
2 矩形斷面復合頂板煤巷圍巖地質力學特性
2.1 趙莊礦工程地質環(huán)境
2.1.1 井田概況
2.1.2 煤系地層
2.1.3 地質構造
2.1.4 水文地質條件
2.2 地應力測試原理及應力場分布規(guī)律
2.2.1 地應力測試原理與儀器
2.2.2 地應力場分布規(guī)律
2.3 圍巖礦物成分及其含量測試
2.3.1 黏土礦物總量衍射分析實驗
2.3.2 黏土礦物相對含量X射線衍射分析實驗
2.4 煤巷圍巖力學參數(shù)測試
2.4.1 試件加工及測試儀器
2.4.2 試件單軸壓縮實驗
2.4.3 試件三軸壓縮實驗
2.4.4 試件劈裂實驗
2.5 煤巷頂板內部結構特征探測
2.6 本章小結
3 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板穩(wěn)定性漸次演化規(guī)律研究
3.1 矩形斷面煤巷綜掘工藝過程及空間區(qū)劃
3.1.1 煤巷綜掘工藝過程描述
3.1.2 矩形斷面煤巷綜掘空間區(qū)劃
3.2 FLAC3P數(shù)值模擬簡介
3.2.1 FLAC3D計算方法及原理
3.2.2 Mohr-Coulomb本構模型
3.2.3 FLAC3D中錨索結構單元
3.3 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板穩(wěn)定性漸次演化規(guī)律
3.3.1 矩形斷面綜掘煤巷數(shù)值計算模型
3.3.2 矩形斷面綜掘煤巷頂板應力漸次演化規(guī)律
3.3.3 矩形斷面綜掘煤巷頂板變形動態(tài)演化規(guī)律
3.3.4 矩形斷面綜掘煤巷頂板塑性區(qū)漸次演化規(guī)律
3.4 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板穩(wěn)定性影響因素分析
3.4.1 綜掘煤巷復合頂板穩(wěn)定性影響因素分類
3.4.2 圍巖條件對矩形斷面綜掘煤巷頂板穩(wěn)定性的影響規(guī)律
3.4.3 掘進參數(shù)對矩形斷面綜掘煤巷頂板穩(wěn)定性的影響規(guī)律
3.4.4 巷道支護對矩形斷面綜掘煤巷頂板穩(wěn)定性的影響規(guī)律
3.5 本章小結
4 矩形斷面綜掘煤巷空頂區(qū)復合頂板變形破壞機制研究
4.1 薄板小撓度彎曲基本理論
4.1.1 三個計算假定
4.1.2 薄板彎曲理論的力學方程
4.2 矩形斷面綜掘煤巷空頂區(qū)復合頂板變形特征
4.2.1 空頂區(qū)復合頂板力學模型的建立
4.2.2 空頂區(qū)復合頂板的內力解析
4.2.3 空頂區(qū)復合頂板變形破壞規(guī)律
4.3 矩形斷面綜掘煤巷空頂區(qū)復合頂板失穩(wěn)機制
4.4 矩形斷面綜掘煤巷空頂距的確定及其影響因素
4.4.1 矩形斷面綜掘煤巷空頂距的確定
4.4.2 矩形斷面煤巷空頂距影響因素敏感性分析
4.5 本章小結
5 矩形斷面綜掘煤巷支護區(qū)復合頂板失穩(wěn)機制研究
5.1 矩形斷面煤巷復合頂板破壞形態(tài)及范圍
5.1.1 自然平衡拱的形態(tài)及矢高
5.1.2 隱形平衡拱和擴展隱形平衡拱的形態(tài)及矢高
5.2 矩形斷面煤巷支護區(qū)復合頂板撓曲變形規(guī)律
5.2.1 支護區(qū)頂板撓曲變形力學模型的建立
5.2.2 支護區(qū)頂板撓曲變形典型特征
5.2.3 支護區(qū)頂板撓曲變形影響因素分析
5.3 矩形斷面煤巷支護區(qū)復合頂板變形破壞機制
5.4 本章小結
6 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板安全控制技術研究
6.1 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板安全控制思路
6.1.1 圍巖防控對策對煤巷掘進速度的影響
6.1.2 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板安全控制思路
6.2 錨桿（索）及護表構件對復合頂板的作用機理
6.2.1 錨桿作用力的產(chǎn)生機理
6.2.2 錨桿對圍巖的力學作用
6.2.3 錨索對圍巖的控制作用
6.2.4 預緊力的作用機理
6.2.5 托梁（鋼帶）和鋼筋網(wǎng)對復合頂板的作用
6.3 錨桿（索）支護關鍵影響因素分析
6.3.1 錨桿預緊力
6.3.2 錨桿布設間距
6.3.3 錨索預緊力
6.3.4 錨索長度
6.3.5 錨索布設間距
6.4 矩形斷面煤巷復合頂板耦合支護機理及安全控制技術
6.4.1 矩形斷面煤巷復合頂板耦合支護機理
6.4.2 矩形斷面煤巷復合頂板“粱-拱”承載結構耦合支護模型
6.4.3 基于“梁-拱”模型的煤巷復合頂板支護設計
6.4.4 矩形斷面綜掘煤巷復合頂板分步支護技術
6.5 本章小結
7 工程應用
7.1 矩形斷面復合頂板煤巷綜掘施工現(xiàn)狀
7.1.1 矩形斷面復合頂板煤巷綜掘施工方案
7.1.2 矩形斷面復合頂板煤巷綜掘速度現(xiàn)狀
7.2 矩形斷面復合頂板煤巷綜掘速度制約因素
7.2.1 復合頂板煤巷綜掘速度制約因素的基本構成
7.2.2 復合頂板煤巷綜掘速度制約因素因子分析
7.2.3 復合頂板煤巷快速綜掘的實施途徑分析
7.3 試驗煤巷工程地質條件
7.4 復合頂板煤巷綜掘施工方案優(yōu)化
7.4.1 復合頂板煤巷支護方案優(yōu)化
7.4.2 復合頂板煤巷綜掘工藝流程優(yōu)化
7.4.3 復合頂板煤巷綜掘施工組織優(yōu)化
7.5 復合頂板煤巷綜掘試驗效果分析
7.5.1 煤巷掘進速度的提升效果 …… 8主要結論 參考文獻