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第1章 绪论1

1.1 传统采煤方法存在的突出问题1

1.2 国内外充填采煤技术沿革3

1.2.1 国外充填采矿技术发展历程3

1.2.2 国内充填开采技术发展历程4

1.3 充填采煤技术现状5

1.3.1 现代充填采煤特征5

1.3.2 充填采矿分类5

1.4 充填采煤技术发展趋势6

1.5 超高水材料充填开采技术研发应用及发展7

第2章 超高水材料及性能9

2.1 超高水材料的基本组分9

2.1.1 超高水材料水化反应9

2.1.2 超高水材料固结体微观特性10

2.2 超高水材料的基本性能11

2.2.1 固结体力学特性11

2.2.2 固结体物理化学特性14

2.2.3 浆体流变特性17

2.2.4 浆体的流动性19

2.3 超高水材料固结体工程特性22

2.3.1 不同形态固结体力学性能22

2.3.2 大尺寸固结体蠕变特性27

2.3.3 固结体侧限受压承载特性35

2.4 影响超高水材料性能的因素41

第3章 超高水材料充填开采工艺43

3.1 采空区袋式充填开采工艺43

3.1.1 工艺特点43

3.1.2 袋式充填开采工艺的应用45

3.2 采空区开放式充填开采工艺55

3.2.1 工艺特点55

3.2.2 开放式充填开采工艺的应用56

3.3 采空区混合式充填开采工艺61

3.3.1 间隔交错式充填61

3.3.2 分段阻隔式充填63

第4章 超高水材料浆体制备系统64

4.1 井下浆体制备系统64

4.2 地面浆体制备系统65

4.2.1 地面浆体制备设备65

4.2.2 地面浆体制备自动控制系统69

4.3 浆体输送系统73

4.3.1 输送泵浆体输送系统73

4.3.2 浆体自流输送系统74

4.3.3 浆料混合装置76

4.3.4 风水联动管路清洗系统78

4.4 制浆系统的推广应用78

第5章 充填工作面液压支架79

5.1 充填液压支架研究现状79

5.2 整体式充填液压支架79

5.2.1 基本原理79

5.2.2 结构形式80

5.3 分体式充填液压支架81

5.3.1 基本原理81

5.3.2 结构形式81

5.4 悬移式充填液压支架84

第6章 超高水材料充填开采覆岩活动及矿压规律86

6.1 覆岩活动规律及矿压观测基本方法86

6.1.1 微地震监测86

6.1.2 围岩应力在线监测92

6.1.3 支架工作阻力在线监测95

6.1.4 充填体承载应力监测技术97

6.2 开放式充填开采工作面覆岩活动及矿压显现98

6.2.1 陶一煤矿充Ⅰ工作面98

6.2.2 陶一煤矿充Ⅵ工作面104

6.3 袋式充填开采工作面覆岩活动及矿压规律120

6.3.1 陶一煤矿12706工作面120

6.3.2 亨健煤矿2515工作面129

第7章 袋式充填开采覆岩控制机理及关键要素154

7.1 袋式充填开采覆岩结构特征154

7.1.1 充垮开采覆岩结构对比154

7.1.2 袋式充填开采覆岩控制要素155

7.2 袋式充填开采“支架-围岩”作用关系158

7.2.1 袋式充填工作面需控围岩158

7.2.2 袋式充填工作面“支架-围岩”关系159

7.3 袋式充填开采覆岩控制机理及关键要素162

7.3.1 袋式充填开采覆岩控制机理162

7.3.2 影响充填效果的因素分析163

7.3.3 充填开采参数对覆岩活动的影响164

7.3.4 提高工作面充填效果的保障措施165

第8章 开放式充填开采覆岩控制机理及关键要素167

8.1 开放式充填开采覆岩控制机理及力学模型167

8.1.1 开放式充填覆岩控制机理分析167

8.1.2 开放式充填开采覆岩整体结构力学模型168

8.1.3 基本顶受力分析171

8.1.4 直接顶断裂步距分析177

8.2 开放式充填开采“支架-围岩”作用关系181

8.2.1 直接顶初次破断期间支架初撑力分析181

8.2.2 直接顶周期破断期间支架初撑力分析185

8.2.3 支架工作阻力分析187

8.3 开放式充填开采覆岩活动特征模拟分析190

8.3.1 UDEC数值计算模型建立190

8.3.2 模拟结果与分析192

8.3.3 地表移动变形特征204

8.4 开放式充填开采覆岩控制关键要素207

8.4.1 利用支架尾梁提高充填液面207

8.4.2 提高充填率的其他措施209

第9章 超高水材料充填开采地表沉降规律及控制技术210

9.1 地表沉降观测方法210

9.1.1 观测工作流程210

9.1.2 技术依据210

9.2 单一工作面充填开采地区地表沉降观测210

9.2.1 地表移动观测站的布设原则与观测方法210

9.2.2 观测设备212

9.2.3 变形监测方案设计与测点布设214

9.2.4 亨健矿2515工作面地表观测结果217

9.2.5 陶一矿12706工作面地表观测结果219

9.2.6 实测地表下沉率221

9.3 单一工作面充填开采地表沉降规律研究222

9.3.1 概率积分法简介222

9.3.2 地表下沉实测参数拟合计算223

9.3.3 等效采高225

9.3.4 地表下沉系数228

9.4 充填开采地表沉降控制技术231

9.4.1 影响充填效果的要素分析231

9.4.2 袋式充填开采提高充填率控制地表沉降效果233

9.4.3 开放式充填开采提高充填率控制地表沉降效果237

第10章 区域充填开采地表沉降规律239

10.1 区域充填开采充分采动地表沉降规律239

10.1.1 陶一矿邯长铁路下12706区块充填开采情况239

10.1.2 亨健矿2515区块充填开采情况249

10.1.3 陶一矿七采区充填开采情况258

10.2 区域充填开采效果工程验证及分析272

10.2.1 充填工作面开采情况272

10.2.2 充填过程中遇到的问题273

10.2.3 充填体应力监测274

10.2.4 工程验证274

10.2.5 充填体残余强度277

10.2.6 对2515区块充填效果277

10.3 超高水材料固结体稳定性综合分析278

10.3.1 钙矾石生成及稳定性278

10.3.2 采空区充填体泌水因素综合分析281

10.3.3 区域充填固结体稳定的技术途径284

第11章 超高水材料充填开采设计285

11.1 超高水材料充填开采设计的总体原则285

11.1.1 总体原则285

11.1.2 地表建（构）筑物破坏等级划分标准与要求286

11.2 超高水材料充填开采设计流程287

11.2.1 一般流程287

11.2.2 优化设计流程289

11.3 超高水材料充填开采设计内容289

11.3.1 超高水材料选择289

11.3.2 充填率及充填采区布置290

11.3.3 充填开采工艺系统设计292

11.3.4 充填开采“三机”配套293

11.3.5 采充工作制度294

11.4 核心技术要素295

参考文献296