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第一章 概述1

第一节 露头煤柱设计理论与技术的国内外现状1

第二节 当前露头煤柱设计中存在的问题3

第三节 研究露头煤柱设计的技术与经济意义4

第四节 露头系列煤柱优化设计的技术关键5

第二章 露头系列煤柱优化设计的地质及水文地质基础理论6

第一节 露头区岩、土体的地质构成分析6

一、露头区松散层土体的地质构成6

二、露头区基岩岩体的地质构成13

第二节 露头区岩、土体的水文地质结构分析22

一、露头区松散层土体的岩性及充水结构22

二、露头区基岩岩体的岩性及充水结构25

三、露头区岩、土体的岩性及充水组合结构28

第三节 露头区原生与再生岩、土体含、隔水性能的地质分析28

一、原生岩、土体含、隔水性能的地质分析28

二、再生岩、土体含、隔水性能的地质分析30

三、基岩风化带含、隔水性能的地质分析31

第四节 露头区原生与再生岩、土体抗采动变形能力的地质分析35

一、原生岩、土体抗采动变形能力的地质分析35

二、再生岩、土体抗采动变形能力的地质分析35

第五节 露头区含、隔水层整体结构的采动影响分析36

一、松散层整体结构的采动影响分析36

二、基岩整体结构的采动影响分析36

第一节 露头区大面积开采引起的岩、土体采动影响基本规律37

一、工作面顶、底板岩、土体变形的速度加快37

第三章 露头系列煤柱优化设计的采动影响基础理论37

二、上覆岩、土体位移的整体性明显增加39

三、上覆岩、土体变形的持续时间缩短41

四、受变形破坏岩、土体的再生自愈性增强41

第二节 露头区大面积开采引起的“三带”型采动影响变异规律42

一、“两带”高度变异规律43

二、“两带”分布形态变异规律47

三、“两带”破坏程度变异规律48

四、重复开采的“两带”特征50

第三节 露头区大面积开采引起的非“三带”型采动影响规律51

一、抽冒型破坏51

二、切冒型破坏54

第一节 露头系列煤柱的物理地质机制57

第四章 露头系列煤柱的物理－地质机制与优化设计方法57

第二节 露头系列煤柱尺寸的优化设计58

一、防水煤柱尺寸优化设计58

二、防砂煤柱尺寸优化设计60

三、防塌煤柱尺寸优化设计60

第三节 露头区开采引起的覆岩破坏“两带”高度的设计计算61

第四节 露头系列煤柱保护层的优化设计62

第五节 露头系列煤柱上、下界的定位优化设计63

第五章 露头系列煤柱优化设计的配套技术66

第一节 减少露头区覆岩岩、土体破坏的开采技术66

一、分层开采66

二、分段开采68

三、均厚开采68

六、疏放开采69

四、限厚开采69

五、窄面开采69

第二节 露头区风化破碎顶板条件下的采掘工艺70

一、掘进工作面的顶板管理与支护70

二、回采工作面的顶板管理与支护72

三、再生顶板条件下采掘工作面的顶板管理与支护74

第三节 露头区采掘工作面的防治水技术74

一、采前、采中的地质及水文地质工作74

二、综合防治水措施75

第四节 露头区煤炭使用价值评价76

第一节 露头区岩、土体的地质和水文地质参数测试技术78

一、岩、土体的含水性78

第六章 露头系列煤柱优化设计参数的测试技术78

二、岩、土体的隔水性80

三、岩、土体的渗透性80

四、岩、土体的层组性81

五、岩、土体的水文地质单元性81

第二节 露头区岩、土体的物理、力学及水理性能参数测试技术82

一、岩、土体的力学性能82

二、岩、土体的物理性能83

三、岩、土体的水理性能84

第三节 露头区覆岩破坏“两带”参数的测试技术84

一、垮落带测试84

二、导水裂缝带测试85

二、煤炭风化程度测试92

一、岩石风化程度测试92

第四节 露头区岩、煤风化程度参数测试技术92

第七章 露头系列煤柱优化设计的试验与推广应用93

第一节 防水煤柱93

一、巨厚松散层底部为中强含水层条件下的防水煤柱——朱仙庄煤矿含水砂层下采煤93

二、薄或无松散层条件下的防水煤柱——石壁塘煤矿上官塘水库下采煤96

第二节 防砂煤柱102

一、巨厚松散层底部为弱含水层条件下的防砂煤柱——邢台煤矿松散含水砂层下采煤102

二、巨厚松散层底部含水层可疏干条件下的防砂煤柱——柴里煤矿含水砂层下采煤105

第三节 防塌煤柱108

一、巨厚松散层底部为隔水层条件下的防塌煤柱——广东马鞍煤矿松散含水砂层下采煤108

二、巨厚松散层底部含水层已疏干条件下的防塌煤柱——邢台煤矿松散含水砂层下采煤109

一、柴里煤矿露头区掘进遇到风化破碎顶板和顶煤引起的冒顶事故112

二、梅河煤矿一井露头区绞车房掘进设计和支护不当引起的抽冒事故112

第一节 露头区掘进引起的事故112

第八章 露头区采掘不当引起的事故与教训112

三、唐家庄煤矿露头区掘进地质情况不明引起的水砂溃决事故113

四、张庄煤矿沈村井露头区掘进遇断层引起的水砂溃决事故113

五、刘官庄煤矿露头区掘进到松散层引起的淹井事故113

第二节 露头区回采引起的事故113

一、露头区超限开采引起的溃水溃砂事故113

二、露头区超限出煤引起的溃水溃砂事故115

三、露头区采煤方法不当引起的溃水溃砂事故115

四、露头区开采上限过高引起的溃水溃砂事故116

五、露头区导水断层附近回采引起的溃水溃砂事故117

参考文献119