《頂板垮落法短壁連採頂板控制》是2018年04月01日科學出版社出版的圖書，作者是張開智、申玉三、臧傳偉。
基本介紹
- 書名：頂板垮落法短壁連採頂板控制
- 作者：張開智、申玉三、臧傳偉
- ISBN：9787030567505
- 頁數：167
- 定價：96.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年04月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
傳統短壁連採主要是利用在工作面留置大量煤柱以支撐頂板，這導致煤炭資源回收率低，且易造成採空區頂板大面積懸頂進而引發衝擊災害事故。本書介紹的頂板全垮落法短壁連採技術主要在工程實踐的基礎上，採用理論分析、數值計算模擬、現場實測等多種研究方法，推導出取消煤柱後的可控最大採空區懸空面積、上覆岩層運動規律，進行通風安全及頂板可控安全評價。此研究成果是對傳統短壁連採頂板控制的補充與完善，豐富了礦壓控制理論。
圖書目錄
目錄
第1章 研究概述 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 神東礦區短壁連採頂板控制發展階段 1
1.1.2 全垮落法短壁連採需解決的主要問題 2
1.2 研究內容 3
1.3 研究方法與技術路線 3
第2章 榆家梁42209頂板全垮落法短壁連採頂板控制 5
2.1 監測目的和內容 5
2.1.1 監測目的 5
2.1.2 監測內容 5
2.1.3 監測人員與時間 7
2.2 試驗區域概況和監測方案 8
2.2.1 現場試驗條件 8
2.2.2 監測方案 10
2.2.3 監測工作統計 11
2.3 頂板運動及其控制實踐 12
2.3.1 頂板運動規律 12
2.3.2 極限回採面積 31
2.3.3 回採方案最佳化 34
2.3.4 頂板控制技術 35
2.3.5 回採率分析 38
2.4 本章小結 38
第3章 短壁連採頂板運動與極限面積理論計算 40
3.1 神東礦區短壁連採采場覆岩分類 40
3.1.1 單一複合關鍵層結構——厚沖積層薄基岩 48
3.1.2 多層關鍵層結構——薄沖積層厚基岩 49
3.1.3 含有複合關鍵層的多層關鍵層結構——厚沖積層厚基岩 49
3.2 短壁連採采場的關鍵層判別 50
3.2.1 短壁連採采場的關鍵層位置判別 51
3.2.2 短壁采場單一組合關鍵層結構形成條件、判別以及載荷和極限面積 53
3.2.3 含有複合關鍵層的多層關鍵層判別 55
3.3 單一複合關鍵層(兩關鍵層)結構頂板運動及控制 56
3.3.1 榆家梁礦42209短壁連採工作面概況 56
3.3.2 榆家梁礦42209短壁連採工作面上覆關鍵層結構 57
3.3.3 強放以後的頂板運動規律 60
3.3.4 單一複合關鍵層結構短壁連採頂板控制措施 61
3.4 薄表土層多關鍵層結構頂板運動及控制 61
3.4.1 上灣礦51203CL短壁連採概況 62
3.4.2 上灣礦51203CL短壁連採工作面上覆關鍵層結構 65
3.4.3 上灣強放後的頂板極限懸頂面積計算 66
3.4.4 薄表土層多層關鍵層結構短壁連採頂板控制措施 66
3.5 厚表土層多關鍵層結構頂板運動及控制 67
3.5.1 大柳塔煤礦12406-3切眼外側旺採區概況 67
3.5.2 大柳塔煤礦12406-3切眼外側旺采上覆關鍵層結構 68
3.5.3 厚表土層多層關鍵層結構短壁連採頂板控制措施 70
3.6 三角形、梯形短壁連採塊段頂板極限懸頂面積計算 70
3.6.1 三角形頂板極限懸頂面積 72
3.6.2 梯形頂板極限懸頂面積計算 72
3.6.3 計算實例——榆家梁42213短壁連採塊段 73
3.7 本章小結 81
第4章 短壁連採覆岩運動與應力分布數值模擬 82
4.1 數值仿真原理 82
4.1.1 FLAC3D程式計算方法 82
4.1.2 FLAC3D基本功能和特徵 83
4.1.3 軟體的優點 83
4.1.4 五種計算模式 84
4.1.5 多種結構形式 84
4.1.6 強大的前後處理功能 85
4.2 采場數值建模 85
4.2.1 彈性階段 86
4.2.2 塑性階段 86
4.3 模擬方案 87
4.3.1 模擬方案 87
4.3.2 主要研究內容 89
4.4 模擬結果分析 89
4.4.1 方案Ⅰ——切塊後退式 89
4.4.2 方案Ⅱ——切塊前進式 102
4.4.3 方案Ⅲ——支巷後退式 107
4.5 本章小結 117
第5章 短壁連採覆岩組合運移規律相似材料模擬研究 119
5.1 相似材料模擬實驗目的 119
5.2 相似材料模擬實驗原理 120
5.2.1 幾何相似 120
5.2.2 容重及強度相似 120
5.2.3 初始動力狀態相似 120
5.2.4 邊界條件相似 121
5.2.5 時間相似常數 121
5.3 實驗模型設計 121
5.3.1 相似參數的確定 121
5.3.2 相似材料配比 122
5.3.3 模型監測設計 123
5.3.4 模型製作 124
5.4 短壁連採覆岩組合運動規律與支承壓力分布 125
5.4.1 工作面開挖初期階段 126
5.4.2 直接頂初次冒落階段 128
5.4.3 覆岩關鍵層組合初次斷裂階段 129
5.4.4 頂板周期來壓階段 131
5.4.5 綜合結果分析 131
5.5 本章小結 132
第6章 通風與安全 133
6.1 通風風路暢通性 133
6.1.1 42209工作面通風概況 133
6.1.2 通風通道 133
6.2 現場實測研究 134
6.2.1 通風監測布置方案 134
6.2.2 監測結果分析 135
6.2.3 採空區自燃發火危險性分析 136
6.2.4 採空區溫度變化 139
6.3 採空區瓦斯運移規律數值模擬 140
6.3.1 模擬軟體ANSYS CFD/CFX 140
6.3.2 模擬結果分析 141
6.4 采硐通風安全分析 144
6.4.1 采硐內氣體成分實測 144
6.4.2 硐口硐底風流流動 144
6.4.3 煤機司機位置 146
6.4.4 神東多年安全實踐 147
6.5 本章小結 148
第7章 全垮落法短壁連採安全評價 149
7.1 頂板控制的安全性評價 149
7.1.1 評價因素及評分標準 149
7.1.2 42209工作面的各評價因素分值 152
7.1.3 頂板全垮落法短壁連採工作面頂板安全評價 153
7.1.4 頂板全垮落法短壁連採頂板條件分析 154
7.2 通風安全評價 154
7.2.1 評價原理 154
7.2.2 主要影響因素分析及評價函式建立 155
7.2.3 通風安全評價及適用條件 159
7.3 本章小結 159
第8章 主要研究結論 161
8.1 頂板控制方面 161
8.2 通風安全方面 162
主要參考文獻 163
第1章 研究概述 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 神東礦區短壁連採頂板控制發展階段 1
1.1.2 全垮落法短壁連採需解決的主要問題 2
1.2 研究內容 3
1.3 研究方法與技術路線 3
第2章 榆家梁42209頂板全垮落法短壁連採頂板控制 5
2.1 監測目的和內容 5
2.1.1 監測目的 5
2.1.2 監測內容 5
2.1.3 監測人員與時間 7
2.2 試驗區域概況和監測方案 8
2.2.1 現場試驗條件 8
2.2.2 監測方案 10
2.2.3 監測工作統計 11
2.3 頂板運動及其控制實踐 12
2.3.1 頂板運動規律 12
2.3.2 極限回採面積 31
2.3.3 回採方案最佳化 34
2.3.4 頂板控制技術 35
2.3.5 回採率分析 38
2.4 本章小結 38
第3章 短壁連採頂板運動與極限面積理論計算 40
3.1 神東礦區短壁連採采場覆岩分類 40
3.1.1 單一複合關鍵層結構——厚沖積層薄基岩 48
3.1.2 多層關鍵層結構——薄沖積層厚基岩 49
3.1.3 含有複合關鍵層的多層關鍵層結構——厚沖積層厚基岩 49
3.2 短壁連採采場的關鍵層判別 50
3.2.1 短壁連採采場的關鍵層位置判別 51
3.2.2 短壁采場單一組合關鍵層結構形成條件、判別以及載荷和極限面積 53
3.2.3 含有複合關鍵層的多層關鍵層判別 55
3.3 單一複合關鍵層(兩關鍵層)結構頂板運動及控制 56
3.3.1 榆家梁礦42209短壁連採工作面概況 56
3.3.2 榆家梁礦42209短壁連採工作面上覆關鍵層結構 57
3.3.3 強放以後的頂板運動規律 60
3.3.4 單一複合關鍵層結構短壁連採頂板控制措施 61
3.4 薄表土層多關鍵層結構頂板運動及控制 61
3.4.1 上灣礦51203CL短壁連採概況 62
3.4.2 上灣礦51203CL短壁連採工作面上覆關鍵層結構 65
3.4.3 上灣強放後的頂板極限懸頂面積計算 66
3.4.4 薄表土層多層關鍵層結構短壁連採頂板控制措施 66
3.5 厚表土層多關鍵層結構頂板運動及控制 67
3.5.1 大柳塔煤礦12406-3切眼外側旺採區概況 67
3.5.2 大柳塔煤礦12406-3切眼外側旺采上覆關鍵層結構 68
3.5.3 厚表土層多層關鍵層結構短壁連採頂板控制措施 70
3.6 三角形、梯形短壁連採塊段頂板極限懸頂面積計算 70
3.6.1 三角形頂板極限懸頂面積 72
3.6.2 梯形頂板極限懸頂面積計算 72
3.6.3 計算實例——榆家梁42213短壁連採塊段 73
3.7 本章小結 81
第4章 短壁連採覆岩運動與應力分布數值模擬 82
4.1 數值仿真原理 82
4.1.1 FLAC3D程式計算方法 82
4.1.2 FLAC3D基本功能和特徵 83
4.1.3 軟體的優點 83
4.1.4 五種計算模式 84
4.1.5 多種結構形式 84
4.1.6 強大的前後處理功能 85
4.2 采場數值建模 85
4.2.1 彈性階段 86
4.2.2 塑性階段 86
4.3 模擬方案 87
4.3.1 模擬方案 87
4.3.2 主要研究內容 89
4.4 模擬結果分析 89
4.4.1 方案Ⅰ——切塊後退式 89
4.4.2 方案Ⅱ——切塊前進式 102
4.4.3 方案Ⅲ——支巷後退式 107
4.5 本章小結 117
第5章 短壁連採覆岩組合運移規律相似材料模擬研究 119
5.1 相似材料模擬實驗目的 119
5.2 相似材料模擬實驗原理 120
5.2.1 幾何相似 120
5.2.2 容重及強度相似 120
5.2.3 初始動力狀態相似 120
5.2.4 邊界條件相似 121
5.2.5 時間相似常數 121
5.3 實驗模型設計 121
5.3.1 相似參數的確定 121
5.3.2 相似材料配比 122
5.3.3 模型監測設計 123
5.3.4 模型製作 124
5.4 短壁連採覆岩組合運動規律與支承壓力分布 125
5.4.1 工作面開挖初期階段 126
5.4.2 直接頂初次冒落階段 128
5.4.3 覆岩關鍵層組合初次斷裂階段 129
5.4.4 頂板周期來壓階段 131
5.4.5 綜合結果分析 131
5.5 本章小結 132
第6章 通風與安全 133
6.1 通風風路暢通性 133
6.1.1 42209工作面通風概況 133
6.1.2 通風通道 133
6.2 現場實測研究 134
6.2.1 通風監測布置方案 134
6.2.2 監測結果分析 135
6.2.3 採空區自燃發火危險性分析 136
6.2.4 採空區溫度變化 139
6.3 採空區瓦斯運移規律數值模擬 140
6.3.1 模擬軟體ANSYS CFD/CFX 140
6.3.2 模擬結果分析 141
6.4 采硐通風安全分析 144
6.4.1 采硐內氣體成分實測 144
6.4.2 硐口硐底風流流動 144
6.4.3 煤機司機位置 146
6.4.4 神東多年安全實踐 147
6.5 本章小結 148
第7章 全垮落法短壁連採安全評價 149
7.1 頂板控制的安全性評價 149
7.1.1 評價因素及評分標準 149
7.1.2 42209工作面的各評價因素分值 152
7.1.3 頂板全垮落法短壁連採工作面頂板安全評價 153
7.1.4 頂板全垮落法短壁連採頂板條件分析 154
7.2 通風安全評價 154
7.2.1 評價原理 154
7.2.2 主要影響因素分析及評價函式建立 155
7.2.3 通風安全評價及適用條件 159
7.3 本章小結 159
第8章 主要研究結論 161
8.1 頂板控制方面 161
8.2 通風安全方面 162
主要參考文獻 163
