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第1章 大倾角煤层开采历史与现状1

1.1 大倾角煤层开采方法1

1.2 大倾角煤层开采围岩控制理论与技术2

参考文献3

第2章 大倾角煤层走向长壁工作面矿压显现和围岩破断与运动规律5

2.1 大倾角煤层走向长壁开采矿压显现规律5

2.1.1 大倾角煤层走向长壁单体支柱工作面矿压显现现场观测5

2.1.2 大倾角煤层走向长壁综采工作面矿压显现现场观测5

2.1.3 大倾角煤层走向长壁开采矿压显现实验室模拟8

2.1.4 大倾角煤层走向长壁工作面矿压显现一般特征21

2.2 大倾角煤层走向长壁开采围岩破断与运动基本特征22

2.2.1 上覆岩层变形破坏过程22

2.2.2 上覆岩层变形破坏特征23

2.2.3 上覆岩层垮落与充填特征28

2.2.4 底板破坏滑移特征32

2.3 大倾角煤层开采覆岩关键层与岩体结构的形成与变异33

2.3.1 “关键层”形成区域33

2.3.2 直接顶沿工作面倾斜方向运动状态34

2.3.3 “关键层”迁移转化特征35

2.3.4 “关键层”岩体结构变异致灾机理36

参考文献37

第3章 大倾角煤层开采“R-S-F”系统动力学控制理论38

3.1 大倾角煤层走向长壁开采“R-S-F”系统稳定性基本概念38

3.1.1 “R-S-F”系统研究的本质38

3.1.2 支护系统的静态稳定性及其与围岩相互作用39

3.1.3 大倾角煤层“R-S-F”系统的灾变因素41

3.2 大倾角煤层走向长壁开采“R-S-F”系统动力学模型42

3.2.1 “R-S-F”系统的失稳类型42

3.2.2 “R-S-F”系统动力学模型44

3.3 大倾角煤层走向长壁开采“R-S-F”系统动力学方程46

3.3.1 “R-S-F”系统分析基本假设46

3.3.2 “R-S-F”系统动能46

3.3.3 “R-S-F”系统的动能函数及其微分49

3.4 大倾角煤层走向长壁开采“R-S-F”系统动态稳定性分析与控制61

3.4.1 “R-S-F”系统动态稳定性的概念61

3.4.2 “R-S-F”系统动态稳定性分析62

3.4.3 “R-S-F”系统保持动态稳定时的实际工作阻力66

3.4.4 “R-S-F”系统动态稳定性控制模式与方法68

参考文献73

第4章 大倾角煤层开采倾斜砌体结构理论74

4.1 大倾角煤层长壁开采覆岩空间结构特征74

4.1.1 大倾角煤层长壁采场顶板倾向破坏结构特征74

4.1.2 大倾角煤层长壁采场顶板走向破坏结构特征77

4.1.3 大倾角煤层长壁采场覆岩空间结构77

4.2 大倾角煤层长壁开采覆岩空间结构稳定性分析80

4.2.1 大倾角煤层采场倾斜砌体结构动力学方程80

4.2.2 大倾角煤层长壁采场覆岩空间“壳体结构”稳定性分析92

4.3 大倾角煤层长壁开采覆岩空间承载结构失稳准则及致灾机理104

4.3.1 大倾角煤层长壁采场覆岩承载结构104

4.3.2 大倾角煤层长壁采场覆岩承载结构失稳准则及致灾机理108

参考文献113

第5章 大倾角煤层采场应力拱壳及“关键域”岩体结构理论115

5.1 大倾角煤层采场覆岩应力迁移特征115

5.1.1 工程地质和开采条件115

5.1.2 数值计算模型建立116

5.1.3 不同采高条件下采场应力形成及演化特征117

5.1.4 不同倾角条件下采场应力形成及演化特征122

5.1.5 采场围岩应力场形成特征126

5.2 采场围岩支承压力分布特征127

5.2.1 采场前后方煤岩体支承压力128

5.2.2 回采巷道两侧煤岩体支承压力130

5.2.3 采场四周煤岩体支承压力135

5.2.4 采场支承压力分布类型及特征140

5.3 采场围岩三维应力场形成及演化特征142

5.3.1 应力拱壳形成特征142

5.3.2 应力拱壳分析模型143

5.3.3 应力拱壳形态方程145

5.3.4 应力拱壳演化特征147

5.4 采场覆岩垮落机制及“关键域”转化特征150

5.4.1 大倾角煤层采场覆岩垮落机制150

5.4.2 覆岩“应力—冒落”双拱特性157

5.4.3 覆岩“关键域”形成层位158

5.4.4 覆岩“关键域”岩体结构破断运移和平衡机制160

5.5 大倾角煤层开采岩体结构稳定性分析163

5.5.1 倾向“梯阶”结构形成特征163

5.5.2 倾向“梯阶”结构力学模型164

5.5.3 倾向“梯阶”结构稳定性分析165

5.5.4 “关键域”岩体结构失稳机制174

参考文献175

第6章 大倾角煤层长壁综采关键技术177

6.1 概述177

6.2 工作面“R-S-F”系统完整性保持技术177

6.2.1 区段“大范围”岩层控制技术177

6.2.2 放顶煤工作面顶煤放出量区域控制技术178

6.2.3 工作面支护系统工作阻力分区域控制技术178

6.2.4 坚硬顶板超前预爆破弱化技术179

6.2.5 松（散）软煤层与软弱底板加固技术181

6.2.6 工作面支护系统与装备防倒、防滑技术183

6.2.7 动态扶架与支护系统二次稳定技术183

6.3 工作面（开切眼）与回采巷道布置及维护技术185

6.3.1 工作面调伪斜技术185

6.3.2 切眼穿层布置技术186

6.3.3 切眼掘进技术187

6.3.4 非规则（异型）断面巷道维护技术189

6.4 工作面“三机”选型配套关键技术190

6.4.1 大倾角“三机”选型191

6.4.2 大倾角“三机”配套197

6.5 回采工艺优化技术202

6.5.1 落煤与装煤202

6.5.2 运煤204

6.5.3 支护与采空区处理204

6.5.4 工序之间的配合205

6.6 特殊条件处理技术208

6.6.1 非等长工作面柔性支护过渡技术208

6.6.2 工作面快速安装与回撤技术208

6.7 工作面安全防护与管理209

6.7.1 工作面端头防护技术209

6.7.2 工作面内防护技术210

6.7.3 安全管理211

6.7.4 实施保障213

参考文献217

第7章 大倾角煤层长壁综采工程实践219

7.1 大倾角中厚煤层综合机械化开采219

7.1.1 地质与生产技术条件219

7.1.2 工作面主要装备与采煤方法220

7.1.3 研究、试验与生产过程221

7.1.4 主要成果及创新点221

7.1.5 技术经济与社会效益222

7.2 大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采223

7.2.1 地质与生产技术条件223

7.2.2 工作面主要装备与采煤方法224

7.2.3 研究、试验与生产过程225

7.2.4 主要成果及创新点232

7.2.5 技术经济与社会效益234

7.3 大倾角煤层群综合机械化放顶煤开采234

7.3.1 地质与生产技术条件234

7.3.2 采煤方法及回采工艺235

7.3.3 研究、试验与生产过程236

7.3.4 主要成果及创新点236

7.3.5 技术经济与社会效益237

7.4 广域坚硬顶板、软底大倾角松软煤层综合机械化开采238

7.4.1 地质与生产技术条件238

7.4.2 采煤方法及回采工艺238

7.4.3 研究、试验与生产过程240

7.4.4 主要成果及创新点240

7.4.5 技术经济与社会效益241

7.5 大倾角煤层走向长壁大采高综采242

7.5.1 地质与生产技术条件242

7.5.2 采煤方法及回采工艺243

7.5.3 研究、试验与生产过程244

7.5.4 主要成果及创新点246

7.5.5 技术经济与社会效益248

参考文献249

第8章 大倾角煤层长壁综采主要装备介绍250

8.1 大倾角煤层走向长壁综采工作面装备研制基本原则250

8.2 大倾角煤层走向长壁工作面开采成套装备研制关键技术251

8.2.1 液压支架防倒防滑技术251

8.2.2 液压支架自身工作空间防护技术251

8.2.3 输送机（运输机）防滑技术252

8.2.4 输送机空间防护技术253

8.2.5 输送机拉紧与防护技术254

8.2.6 端头支护技术254

8.2.7 采煤机牵引、制动等系列技术256

8.2.8 采煤机与输送机配合技术257

8.2.9 平行布置输送机电机减速器技术257

8.3 大倾角煤层走向长壁工作面开采典型成套装备257

8.3.1 工作面液压支架及其参数257

8.3.2 工作面刮板输送机及其参数261

8.3.3 工作面采煤机及其参数264

8.3.4 工作面其他装备及其参数265

8.3.5 “三机”的主要技术特点267

参考文献269