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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2煤系高岭土安全开采技术及理论研究现状1

1.2.1高岭土开采研究现状1

1.2.2预裂爆破法控制沿空留巷变形技术研究状况5

1.2.3国内高岭土爆破开采技术研究现状6

第2章 高岭土采场矿压显现规律相似模拟试验研究7

2.1引言7

2.2相似模拟试验基本要求7

2.2.1原型条件7

2.2.2模拟方案7

2.2.3相似条件7

2.3相似材料8

2.3.1相似材料的选择8

2.3.2材料用量计算8

2.3.3材料配合比确定9

2.4模拟试验过程10

2.4.1模型制作10

2.4.2加载方式10

2.4.3回采程序设计11

2.4.4测试仪表及测点布置11

2.5模拟试验结果分析14

2.5.1顶板垮落规律14

2.5.2顶板岩层移动规律16

2.5.3围岩应力分析18

2.6顶板垮落、上覆岩层移动、应力分布规律21

2.6.1顶板垮落规律21

2.6.2上覆岩层移动规律22

2.6.3应力分布规律22

第3章 高岭土采场矿压现场监测及工作面支护结构分析23

3.1引言23

3.2工作面矿压监测23

3.2.1监测的目的23

3.2.2所监测工作面地质及技术条件23

3.2.3监测的内容与方法24

3.3测压资料及其整理25

3.3.1下缩量及压入顶底板深度数据整理25

3.3.2底板移近量数据整理25

3.3.3支柱荷载及其分布数据整理26

3.3.4采高统计28

3.3.5实际支柱密度统计29

3.3.6支柱初撑力及其频率分布数据29

3.3.7运输平巷围岩变形数据的整理30

3.3.8运输平巷超前支护阻力测试数据及整理32

3.4利用工作面测压数据分析矿压显现规律34

3.4.1顶板活动规律34

3.4.2工作面矿压显现特征39

3.4.3运输平巷超前支柱工作阻力显现特征及运输平巷变形特征40

3.5工作面压力显现规律及分析41

3.5.1工作面初次来压41

3.5.2工作面周期来压41

3.5.3运输平巷超前支柱工作阻力与围岩变形的分析42

3.5.4工作面超前支护的范围43

3.6回采工作面支护结构分析43

3.6.1回采工作面支护与顶板相互关系分析43

3.6.2工作面支架的选择及布置方式46

3.6.3对DZ—25单体支柱的校核48

3.6.4工作面支柱初撑力分析51

3.6.5 DZ—25单体液压支柱布置方式52

3.7工作面控顶方式选择52

3.7.1控顶方式选择依据52

3.7.2基本控顶距的初步确定53

3.7.3合理控顶距的选择53

3.8合理支护密度53

3.8.1顶板支与护的关系53

3.8.2工作面支护阻力54

3.8.3合理支护密度54

第4章 煤系高岭土开采顶板预裂爆破控制沿空留巷变形技术试验研究57

4.1引言57

4.2预裂爆破技术57

4.2.1预裂爆破理论基础58

4.2.2预裂爆破参数选取58

4.2.3预裂爆破工程实践62

4.3围岩变形、支护阻力观测与分析64

4.3.1支柱荷载分析64

4.3.2运输平巷超前支护阻力测试65

4.3.3运输平巷围岩变形66

4.3.4工作面后方固定测点的围岩变形68

4.4对采场顶板预裂的数值模拟分析69

4.4.1数值计算模型69

4.4.2力学模型70

4.4.3岩体力学性能参数72

4.4.4切割缝参数设置74

4.4.5模拟结果及分析74

第5章 煤系高岭土爆破开采技术试验研究83

5.1引言83

5.2工程概况83

5.3爆破开采原理84

5.3.1采用毫秒微差爆破技术84

5.3.2利用分散化原理84

5.3.3实现等能爆破84

5.3.4采用水垫层缓冲装药85

5.4爆炸应力波作用下高岭土围岩内裂纹扩展规律85

5.4.1冲击波作用形成的粉碎区86

5.4.2裂隙区的应力及应力波作用下的破坏区88

5.5爆破技术参数90

5.5.1钻眼设备和爆破器材90

5.5.2爆破参数90

5.6起爆方式和起爆顺序91

5.7爆破开采试验93

第6章 淮北朔里煤矿煤系高岭土开采技术及现场管理94

6.1地质概况94

6.1.1工作面位置及井上下关系94

6.1.2岩层情况94

6.1.3矿层顶底板情况95

6.1.4地质构造95

6.1.5水文地质95

6.1.6影响回采的其他因素95

6.1.7储量计算95

6.2高岭土开采方法和回采工艺96

6.2.1高岭土开采方法的选择96

6.2.2巷道布置96

6.2.3回采工艺97

6.2.4设备配备98

6.3顶板控制99

6.3.1支护设计99

6.3.2控顶方法101

6.3.3矿压监控103

6.4一通三防103

6.4.1通风系统103

6.4.2瓦斯防治106

6.4.3综合防尘系统106

6.4.4防灭火系统107

6.4.5通风安全检测系统108

6.5生产系统108

6.5.1出矸系统108

6.5.2运料系统109

6.5.3供电系统109

6.5.4压风系统109

6.5.5供水系统109

6.5.6排水系统109

6.5.7液压系统110

6.5.8通讯信号系统110

6.6生产组织110

6.6.1劳动组织110

6.6.2循环作业图表110

6.6.3开采主要技术经济指标112

6.7资源管理112

6.8安全技术管理措施113

6.8.1施工前的规定113

6.8.2顶板管理114

6.8.3防治水121

6.8.4爆破及爆破器材管理121

6.8.5一通三防及安全监控125

6.8.6安全设施及安全管理126

6.8.7工作面运料及材料管理127

6.8.8上下出口及两巷超前管理129

6.8.9运输131

6.8.10机电管理132

6.9避灾路线135

6.10其他内容135

参考文献138