目錄
前言
第1章緒論1
1.1房式開(kāi)采方法1
1.1.1房式開(kāi)采的特點(diǎn)1
1.1.2房式開(kāi)采的系統(tǒng)布置2
1.1.3房式開(kāi)采裝備與工藝5
1.2房式開(kāi)采現(xiàn)狀及其引發(fā)災(zāi)害問(wèn)題9
1.2.1房式開(kāi)采現(xiàn)狀及煤柱分布情況9
1.2.2房式煤柱引發(fā)的礦區(qū)災(zāi)害問(wèn)題11
1.3房式開(kāi)采煤柱回收方法14
1.3.1傳統(tǒng)回收房式開(kāi)采煤柱方法14
1.3.2充填回收房式開(kāi)采煤柱方法17
1.4固體充填采煤巖層移動(dòng)特征18
1.4.1固體充填采煤巖層控制原理18
1.4.2固體充填采煤巖層控制方法21
第2章房式煤柱穩(wěn)定性判別理論28
2.1煤柱的一般物理力學(xué)性能28
2.1.1碎脹特性及密度測(cè)試28
2.1.2抗拉強(qiáng)度測(cè)試30
2.1.3抗壓強(qiáng)度彈性模量及泊松比測(cè)試32
2.1.4剪切強(qiáng)度內(nèi)摩擦角及黏聚力測(cè)試33
2.2影響煤柱強(qiáng)度的主控因子35
2.2.1采礦地質(zhì)條件35
2.2.2煤柱物理力學(xué)性能37
2.2.3煤柱留設(shè)條件37
2.3房式煤柱失穩(wěn)形式及過(guò)程39
2.3.1煤柱變形失穩(wěn)形式39
2.3.2房式煤柱變形失穩(wěn)過(guò)程40
2.4煤柱穩(wěn)定性判別方法及標(biāo)準(zhǔn)43
2.4.1宏觀煤柱強(qiáng)度公式43
2.4.2煤柱穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)44
第3章充填材料物理力學(xué)特性測(cè)試46
3.1房式開(kāi)采區(qū)域充填材料來(lái)源與基本特性46
3.1.1充填材料來(lái)源及基本情況46
3.1.2充填材料物理特性測(cè)試49
3.2單一充填材料力學(xué)特性測(cè)試58
3.2.1充填材料的應(yīng)變與應(yīng)力關(guān)系58
3.2.2充填材料的壓實(shí)度與應(yīng)力關(guān)系61
3.2.3充填材料的時(shí)間相關(guān)特性62
3.3混合配比固體充填材料力學(xué)特性68
3.3.1混合配比方案設(shè)計(jì)68
3.3.2混合充填材料的力學(xué)特性測(cè)試結(jié)果分析69
第4章固體充填回收房式煤柱方法75
4.1充填材料輸送系統(tǒng)75
4.1.1充填材料地面預(yù)處理系統(tǒng)75
4.1.2充填材料井上下運(yùn)輸系統(tǒng)76
4.2綜合機(jī)械化固體充填回收房式煤柱方法80
4.2.1綜合機(jī)械化固體充填回收房式煤柱系統(tǒng)布置80
4.2.2綜合機(jī)械化固體充填回收房式煤柱關(guān)鍵設(shè)備81
4.2.3綜合機(jī)械化固體充填回收房式煤柱工藝流程87
4.3拋料充填回收房式煤柱方法90
4.3.1拋料充填回收房式煤柱系統(tǒng)布置90
4.3.2拋料充填回收房式煤柱關(guān)鍵設(shè)備91
4.3.3拋料充填回收房式煤柱工藝流程93
4.3.4人工礦柱7拋料充填回收房式煤柱方法94
4.4房式區(qū)域長(zhǎng)壁機(jī)械化掘巷充填開(kāi)采方法97
4.4.1長(zhǎng)壁機(jī)械化掘巷充填開(kāi)采基本原理97
4.4.2掘巷充填開(kāi)采預(yù)留煤柱寬度選取方法97
第5章固體充填回收房式煤柱圍巖變形理論分析104
5.1充填回收房式煤柱圍巖特征104
5.2充填體與煤柱耦合控頂力學(xué)分析105
5.2.1充填體與煤柱模型簡(jiǎn)化105
5.2.2頂板變形力學(xué)模型建立與求解107
5.2.3煤柱受力規(guī)律分析110
5.2.4頂板變形規(guī)律分析117
5.3充填回收房式煤柱圍巖控制關(guān)鍵124
5.3.1煤柱與頂板變形的主要影響因素124
5.3.2充填效果評(píng)價(jià)指標(biāo)125
5.3.3煤柱及頂板變形控制關(guān)鍵指標(biāo)128
第8章固體充填回收房式煤柱采場(chǎng)覆巖變形規(guī)律分析129
6.1物理相似模型的建立129
6.1.1模型的相似參數(shù)129
6.1.2模型的基本參數(shù)及監(jiān)測(cè)方案130
6.1.3模型的開(kāi)采方案133
6.2充填體相似材料實(shí)驗(yàn)133
6.2.1充填體相似材料應(yīng)力7應(yīng)變關(guān)系測(cè)試133
6.2.2充填體相似材料確定135
6.3不同充實(shí)率時(shí)充填回收房式煤柱采場(chǎng)覆巖變形規(guī)律136
6.3.1煤房開(kāi)挖后覆巖狀態(tài)136
6.3.2充實(shí)率為0時(shí)覆巖變形規(guī)律136
6.3.3充實(shí)率為40P時(shí)覆巖移動(dòng)破壞特征139
6.3.4充實(shí)率為60P時(shí)覆巖移動(dòng)破壞特征142
6.3.5充實(shí)率為80P時(shí)覆巖移動(dòng)破壞特征145
6.3.6不同充實(shí)率覆巖移動(dòng)變形破壞特征對(duì)比分析147
第7章固體充填回收房式煤柱圍巖穩(wěn)定性分析151
7.1模型的建立及方案設(shè)計(jì)151
7.1.1數(shù)值分析模型建立151
7.1.2模擬方案設(shè)計(jì)152
7.1.3煤柱安全應(yīng)力與臨界充實(shí)率設(shè)計(jì)153
7.2二次非充填采動(dòng)影響條件下采場(chǎng)煤柱穩(wěn)定性分析154
7.2.1煤柱應(yīng)力分布154
7.2.2煤柱塑性區(qū)分布167
7.3不同充實(shí)率條件下煤柱穩(wěn)定性分析173
7.3.1煤柱應(yīng)力分布173
7.3.2煤柱塑性區(qū)分布176
7.4不同充填工作面長(zhǎng)度條件下采場(chǎng)煤柱穩(wěn)定性分析178
7.4.1煤柱應(yīng)力分布178
7.4.2煤柱塑性區(qū)分布182
第8章固體充填回收房式煤柱工程設(shè)計(jì)184
8.1機(jī)械化拋料充填回收房式煤柱工程設(shè)計(jì)184
8.1.1礦井概況與地質(zhì)采礦條件184
8.1.2煤柱穩(wěn)定性及充實(shí)率設(shè)計(jì)187
8.1.3拋料充填回收房式煤柱采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)分析187
8.1.4拋料充填采煤系統(tǒng)與裝備188
8.2綜合機(jī)械化充填回收房式煤柱工程設(shè)計(jì)193
8.2.1礦井概況與地質(zhì)采礦條件193
8.2.2煤柱穩(wěn)定性及充實(shí)率設(shè)計(jì)194
8.2.3固體充填回收房式煤柱采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)分析195
8.2.4綜合機(jī)械化充填回收房式煤柱系統(tǒng)與裝備196
8.3長(zhǎng)壁機(jī)械化掘巷充填開(kāi)采工程設(shè)計(jì)210
8.3.1礦井概況與地質(zhì)采礦條件210
8.3.2長(zhǎng)壁掘巷充填開(kāi)采合理煤柱寬度選取210
8.3.3長(zhǎng)壁機(jī)械化掘巷充填開(kāi)采方案216
參考文獻(xiàn)230