地震应急避险
  • 作者: 中华人民共和国科学技术部
  • 定价: 14.8元
  • 装帧: 平装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社
  • ISBN: 978-7-5646-2892-5



试验研究方法
  • 作者:
  • 定价: 39.5元
  • 装帧: 平装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社有限责任公司
  • ISBN: 978-7-81107-336-2


综采技术
  • 作者: 南社平
  • 定价: 35.0元
  • 装帧: 平装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社有限责任公司
  • ISBN: 978-7-5646-2761-4


侏罗纪弱胶软岩巷道稳定控制原理与技术
  • 作者: 许国安
  • 定价: 35.0元
  • 装帧: 平装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社有限责任公司
  • ISBN: 978-7-5646-2776-8


地震应急避险

  • 作者: 中华人民共和国科学技术部
  • 定价: 14.8元
  • 装帧: 精装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社
  • ISBN: 978-7-5646-2892-5



试验研究方法

  • 作者:
  • 定价: 39.5元
  • 装帧:
  • 出版社: 中国矿业大学出版社有限责任公司
  • ISBN: 978-7-81107-336-2


综采技术

  • 作者: 南社平
  • 定价: 35.0元
  • 装帧: 平装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社有限责任公司
  • ISBN: 978-7-5646-2761-4


侏罗纪弱胶软岩巷道稳定控制原理与技术

  • 作者: 许国安
  • 定价: 35.0元
  • 装帧: 平装
  • 出版社: 中国矿业大学出版社有限责任公司
  • ISBN: 978-7-5646-2776-8


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巨厚煤层开采覆岩活动规律及其控制研究

作者
许猛堂等
¥36.00
原定价
¥36.00
书号
978-7-5646-2991-5
出版社
中国矿业大学出版社有限责任公司
责编
王美柱
装帧
平装
版次
1
在线试读
ISBN:978-7-5646-2991-5
版次:1
页数:220
字数:19100
印刷时间:2016-11-01
开本:16开
印次:1
装帧:平装
分类:矿业工程
丛书:
责编:王美柱
简介

本书主要内容包括:新疆地区巨厚煤层赋存及地质特征分析、巨厚煤层开采覆岩活动物理模拟研究、巨厚煤层开采覆岩活动规律数值模拟研究、巨厚煤层开采覆岩结构稳定性分析、巨厚煤层开采覆岩块体破断特征分析、巨厚煤层开采支架与围岩作用关系分析。本书所述内容具有先进性、实用性。 本书可供从事采矿工程及相关专业的科研及工程技术人员参考。

前言

巨厚煤层开采具有产量高、矿井生产工作面少等特点,但对覆岩及地表的破坏程度较一般开采条件严重。

目前,对普通厚度煤层开采岩层及地表移动机理的认识比较深入,国内外学者针对3~20m厚度煤层开采地表

及岩层移动规律及支架选型方面做了大量的基础研究和现场实践,取得丰富的研究成果,但对20m 以上巨厚煤

层开采覆岩活动规律认识还处于探索阶段。基于此,本书主要针对新疆地区巨厚煤层赋存特征及地质条件,综

合运用现场调研、数值计算、物理模拟及理论分析等研究方法,对巨厚煤层开采覆岩活动规律及其控制等进行了系统分析,研究成果可为该类煤层安全高效开采提供理论指导。主要研究成果如下:① 对新疆巨厚煤层赋存条件进行分类,在此基础上分析并对比了不同类型巨厚煤层覆岩活动规律。提出并证实了巨厚煤层不同开采厚度导致覆岩结构呈现“破断—铰接稳定—失稳—二次破断”的变化特征,并揭示了覆岩呈现不同结构形态的产生机理。② 物理模拟与数值模拟研究表明,巨厚煤层的开采造成采空区空间大幅度的增加,采场采动影响具有较大的波及范围,使得工作面覆岩的活动空间更大,易造成大范围岩体结构失稳破坏;巨厚煤层覆岩裂隙发育、地表下沉量及采动应力集中程度均受控于关键层破断块体的结构稳定性,稳定结构一旦失稳,在后续开采过程中难以重新铰接形成结构;在巨厚煤层开采过程中,部分覆岩块体会发生再次破断。③ 依据岩层控制的关键层理论,建立了巨厚煤层开采关键层破断块体整体结构力学模型;基于巨厚煤层关键层铰接结构稳定性,确定了顶板控制的重点区域;提出了巨厚煤层开采临界厚度的概念,并以此作为工作面开采过程中关键层铰接结构能否维持稳定的预测指标,初步确定了关键层能够形成稳定结构的巨厚煤层开采厚度临界值。④ 揭示了巨厚煤层覆岩块体二次破断机理,静载荷作用下覆岩块体二次断裂形式主要为块体失稳后呈悬臂结构拉破断,冲击载荷作用下覆岩块体二次破断主要发生在块体与其他岩体碰撞过程中;并分别建立覆岩块体在静载荷和冲击载荷作用下发生二次破断的力学模型,给出了不同因素影响下覆岩块体能否发生二次破断的判别式。⑤ 对巨厚煤层覆岩呈现不同结构时支架与围岩作用关系进行了力学分析,推导出控制巨厚煤层顶板稳定性的工作阻力计算公式,并取得了良好的现场应用效果。揭示了覆岩厚度与工作面长度在巨厚煤层开采支架与围岩关系中的关键作用,以目前支架能否维护工作面顶板稳定为判断依据,初步确定了巨厚煤层可否全部开采的临界条件。


本书的出版得到了国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2015CB251600)、贵州省科学技术基金项目

(黔科合J字[2015]2072号)、贵州省教育厅自然科学研究项目(黔教合KY字(2015)427号)、国家自然科学基金

项目(51564004,51474206,51404254)、中国博士后科学基金项目(2015T80604,2014M560465)的资助,在此一并致谢。由于笔者水平所限,书中难免存在错误和不妥之处,恳请读者批评指正。


著 者

二〇一六年十月于贵州理工学院


目录

1 绪论…………………………………………………………… 1

1.1 问题的提出与研究意义……………………………… 1

1.2 国内外研究现状与存在问题………………………… 2

1.3 研究目标与研究内容………………………………… 10

2 新疆矿区巨厚煤层赋存及典型特征分析…………………… 13

2.1 巨厚煤层的定义……………………………………… 13

2.2 新疆地区地质条件及巨厚煤层赋存特征…………… 14

2.3 新疆地区巨厚煤层典型赋存条件分类……………… 21

2.4 本章小结……………………………………………… 24

3 巨厚煤层开采覆岩活动物理模拟研究……………………… 25

3.1 物理模拟模型建立…………………………………… 25

3.2 巨厚煤层开采覆岩活动特征………………………… 33

3.3 本章小结……………………………………………… 65

4 巨厚煤层开采覆岩活动规律数值模拟研究………………… 67

4.1 数值模拟软件的选择………………………………… 67

4.2 模拟方案……………………………………………… 68

4.3 数值模拟结果及分析………………………………… 71

4.4 关键层结构稳定性对巨厚煤层开采覆岩活动的

影响…………………………………………………… 95

4.5 本章小结……………………………………………… 99

5 巨厚煤层开采覆岩结构稳定性分析……………………… 101

5.1 巨厚煤层初次分层开采覆岩结构稳定性分析…… 101

5.2 巨厚煤层周期性分层开采覆岩结构稳定性分析… 120

5.3 本章小结…………………………………………… 139

6 巨厚煤层开采覆岩块体破断特征分析…………………… 141

6.1 巨厚煤层开采覆岩块体破断力学分析…………… 141

6.2 覆岩块体结构破断特征物理模拟分析…………… 162

6.3 本章小结…………………………………………… 177

7 巨厚煤层开采支架与围岩作用关系分析………………… 178

7.1 巨厚煤层开采支架工作阻力确定………………… 179

7.2 巨厚煤层全部开采临界条件……………………… 187

7.3 实例分析…………………………………………… 190

7.4 本章小结…………………………………………… 192

参考文献………………………………………………………… 193

·2·

巨厚煤层开采覆岩活动规律及其控制研究