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目录1

1绪论1

1.1地层控制的定义1

1.2地层控制设计中的一些限制因素2

1.2.1房柱式开采法2

1.2.2长壁和短壁开采法4

2煤矿井下的开采布署和地层控制5

2.1导言5

2.2.1典型采区布置8

2.2房柱式开采法8

2.2.2顶板支护10

2.3长壁开采法14

2.3.1典型盘区布置14

2.3.2顶板支护17

2.4短壁开采法20

2.4.1典型盘区布置20

2.4.2顶板支护23

2.5地层控制失效类型25

2.5.1煤柱26

2.5.2巷道27

2.5.3顶板冒落28

2.5.4冒顶后的清理费用36

3岩石特性和原始应力39

3.1导言39

3.2岩石的基本特性39

3.3岩石试验方法41

3.4岩石破坏的准则49

3.4.1最大拉应力和压应力准则50

3.4.2库仑准则51

3.4.3摩尔准则51

3.4.4格利费茨理论53

3.5岩石状态55

3.5.1侧限压力55

3.5.2水57

3.5.3时间57

3.5.4温度60

3.6原始应力源及其计算62

4顶板的稳定性及其分类66

4.1导言66

4.2地下特征67

4.2.2岩性变异69

4.2.1直接顶板的厚度和物理特性69

4.2.3构造变异73

4.3地表特征76

4.3.1航测地貌76

4.3.2河谷77

4.3.3表土厚度77

4.4开采布署中的顶板危险条件分类78

4.5探测地质变异的地震法82

5.1均质材料93

5.1.1单条巷道93

5井下单条巷道和多条巷道的设计93

5.1.2多条巷道101

5.2非均质和各向异性材料108

5.2.1单条矩形巷道108

5.2.2多条矩形巷道112

5.3直接顶板和矩形巷道113

5.3.1直接顶板的特征113

5.3.2顶板跨度设计114

6顶板锚杆121

6.1导言121

6.2.1锚头类型122

62集中锚固式或张力式锚杆122

6.2.2涨壳式顶板锚杆的安装127

6.2.3锚固力129

6.2.4锚杆及附件131

6.2.5布置方式135

6.2.6顶板锚固理论136

6.2.7锚杆破坏的机理142

6.2.8井下顶板锚杆的全部受载过程143

6.3全长锚固式或非张力式树脂锚杆146

6.3.1安装147

6.3.2锚固力150

6.3.3树脂锚固理论151

6.3.4树脂锚杆的破坏机理152

6.3.5拉拔试验的应力分析153

7煤柱160

7.1导言160

7.2煤柱荷载161

7.2.1开采前的荷载161

7.2.2采矿引起的支承压力162

7.3煤柱内的应力分布165

7.4.1巷道煤柱170

7.4煤柱强度170

7.4.2边界煤柱178

7.5煤柱、底板和顶板的相互作用179

7.5.1不同作用荷载引起的应力180

7.5.2底板和顶板的承载能力183

8长壁和短壁开采中的地层控制192

8.1影响盘区布置的因素192

8.2前进及后退式长壁开采193

8.3长壁工作面的布置194

8.4.1支承压力区及其起因198

8.4岩层力学198

8.4.2岩层活动状态201

8.5工作面自移式液压支架216

8.5.1自移式液压支架的种类216

8.5.2自移式液压支架的主要部件221

8.5.3自移式液压支架的设计227

8.5.4各种自移支架的比较240

8.6短壁工作面盘区的设计及岩层力学253

8.6.1盘区设计253

8.6.2岩层力学254

8.6.3工作面自移支架257

9地表沉陷261

9.1导言261

9.2过程描述理论261

9.2.1槽形沉陷261

9.2.2影响下沉的因素262

9.3连续力学理论270

9.3.1弹性理论270

9.3.2弹－塑性理论272

9.4槽形沉陷的判定275

9.4.1下沉剖面276

9.4.2水平位移或应变284

9.4.3下沉剖面的坡度和曲率288

9.5下沉的测量技术293

9.5.1地表移动的观测293

9.5.2地表下岩层移动的测量295

9.5.3岩层的移动298

9.6地表的破坏301

9.6.1连续性岩层扰动301

9.6.2非连续性岩层扰动304

9.7预防地面设施损坏的措施306

9.7.1建筑物的防护307

9.7.2有控制的井工开采方法313

10煤和瓦斯突出317

10.1煤炭突出的起因和现象317

10.2煤炭突出的控制321

10.2.1煤炭突出的预防322

10.2.2煤炭突出的预测324

10.2.3煤炭突出的防治方法335

10.3瓦斯突出335

11.2.1液压枕或压力盒337

11.2荷载测量仪表337

11.1导言337

11仪器仪表337

11.2.2荷载传感器339

11.3应力测量仪器340

11.3.1液压枕340

11.3.2钻孔变形341

11.3.3钻孔穿过法344

11.3.4钻孔刚性包体法347

11.4变形测量装置353

11.4.1会合量长度计353

11.4.2钻孔用长度计354

11.5应变量测定装置358

11.6长壁和短壁工作面测量装置360

11.6.1支承压力360

11.6.2支架阻力362

11.6.3顶底板会合量362

11.6.4顶板的倾斜度364

11.6.5底板和煤层的强度364

12特殊支架367

12.1木支护367

12.1.1木支柱367

12.1.2木垛370

12.1.3其它支护形式373

12.2让压拱形支架、喷射混凝土和混凝土衬砌374

12.2.1让压拱形支架和环形支架374

12.2.2喷射混凝土和混凝土衬砌381

12.3顶板和巷壁的加固方法384

12.3.1巷壁锚杆、钢带箍或钢丝绳箍384

12.3.2矿用密封剂385

12.3.3木锚杆加固386

12.4顶板锚杆桁架388

12.5开缝管支护393

12.6顶板锚杆在四岔式巷道交叉点上的布置方式397