本書以神東煤田上灣煤礦12401綜采工作面為工程背景，采用現場實測、室內物理力學實驗、相似材料模擬實驗、數值計算等研究方法，分析淺埋8.8m大采高采場礦壓顯現特征，揭示淺埋8.8m大采高采場圍巖破壞失穩機理，研究淺埋8.8m大采高采場覆巖運動特征與采動應力動態演化過程，提出淺埋8.8m大采高采場圍巖控制方法，并開展相關工程應用工作。本書介紹的研究成果豐富了大采高超大采場煤炭開采理論與方法，可為我國其他相似條件礦井的煤炭開采提供借鑒。
國家重點研發計劃項目煤礦智能開采安全技術與裝備研發的課題大采高工作面智能開采安全技術集成與示范的負責人
目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1研究背景及意義1
1.2研究現狀2
1.2.1大采高工作面覆巖破斷規律研究現狀2
1.2.2大采高工作面頂板控制理論研究現狀5
1.2.3大采高工作面煤壁穩定性控制研究現狀9
1.2.4存在的問題11
1.3本書內容及研究方法12
1.3.1本書內容12
1.3.2研究方法13
1.4技術路線13
第2章淺埋8.8m大采高采場礦壓顯現特征15
2.1工作面開采條件15
2.1.1工程地質條件15
2.1.2工作面及配套設備參數20
2.2工作面煤巖力學性質21
2.3頂板壓力分布特征28
2.3.1初次來壓頂板壓力特征28
2.3.2周期來壓期間30
2.4高幫煤壁破壞特征37
2.5微震事件分布特征38
2.6覆巖“三帶”發育特征40
2.7地表裂隙發育特征43
2.8本章小結45
第3章淺埋8.8m大采高采場圍巖破壞失穩機理47
3.1薄基巖的定義47
3.2覆巖結構運動過程及穩定性分析48
3.2.1關鍵塊回轉過程48
3.2.2關鍵塊穩定性分析50
3.3支架阻力的確定51
3.4支架阻力的工作面長度效應54
3.5淺埋煤層高幫煤壁破壞機理57
3.5.1煤壁簡化力學模型57
3.5.2煤壁拉伸破壞條件58
3.5.3煤壁結構屈曲失穩條件60
3.6采高對煤壁穩定性的影響60
3.6.1煤壁破壞范圍確定60
3.6.2煤壁穩定性敏感性分析62
3.6.3采高效應室內實驗驗證63
3.7淺埋大采高工作面圍巖控制原則65
3.7.1緩解煤壁載荷65
3.7.2降低煤壁集中力70
3.8大采高采場液壓支架選型原則72
3.9本章小結75
第4章淺埋8.8m大采高采場覆巖運動特征與采動應力動態演化77
4.1相似材料選取及其模型設計77
4.2相似材料實驗模型鋪設81
4.3相似材料模擬實驗結果分析84
4.4數值模型建立和結果分析92
4.4.1數值模型建立92
4.4.2采動應力分布和演化特征92
4.4.3覆巖移動特征99
4.4.4覆巖垮落特征101
4.4.5地表下沉特征104
4.5本章小結107
第5章淺埋8.8m大采高采場圍巖控制方法108
5.1煤壁穩定性控制108
5.2頂板穩定性控制110
5.2.1支架適應性分析110
5.2.2采場來壓預測方法110
5.3回撤期間巷道圍巖穩定性分析118
5.4本章小結122
第6章結論與展望124
6.1結論124
6.2展望126
參考文獻127
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