本书在2019年出版的《综放沿空煤巷破坏与控制》基础上，丰富并发展了特厚煤层综放沿空掘巷和石炭系坚硬顶板切顶留巷矿压控制原理及其技术体系，系统总结了特厚煤层综放沿空掘巷上覆基本顶悬板大结构破断活化机理及侧向高支承应力跃迁特性，分析了特厚煤层沿空掘巷上覆高低位关键块体失稳灾变条件，给出了特厚煤层大型综放沿空煤巷在窄煤柱大断面超强采动条件下的科学控制方案。针对坚硬顶板切顶留巷围岩控制难题，研发了三向卸压聚能预裂爆破装置，阐明了坚硬顶板切顶留巷围岩破坏机理，提出了石炭系坚硬顶板切顶留巷围岩随态控制方法。本书丰富了矿山压力与岩层控制理论，为沿空煤巷及无煤柱开采围岩灾害防治提供了关键科技支撑，对于引领煤炭产业科技和生产力进步有着重要的理论和实践意义。
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中国煤炭工业科学技术一等奖；大跨度复合泥岩顶板煤巷预应力桁架锚索联合支护技术研究，中国煤炭工业科学技术奖一等奖
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 沿空煤巷矿压控制概况 1
1.2 特厚煤层综放沿空掘巷矿压控制研究现状 3
1.2.1 特厚煤层开采覆岩结构及其稳定性研究 3
1.2.2 特厚煤层综放沿空巷道围岩破坏机理研究 4
1.2.3 特厚煤层综放沿空巷道围岩控制技术研究 4
1.3 坚硬顶板切顶留巷矿压控制研究现状 6
1.3.1 切顶留巷工作面矿压显现规律研究 6
1.3.2 切顶留巷工作面切顶预裂爆破研究 7
1.3.3 切顶留巷工作面巷道围岩控制研究 8
参考文献 9
第2章 特厚煤层综放沿空掘巷矿压显现特征 11
2.1 特厚煤层综放沿空掘巷工程概况 11
2.1.1 窄煤柱沿空掘巷生产地质条件 11
2.1.2 窄煤柱沿空掘巷初始支护方案 12
2.2 特厚煤层综放沿空掘巷围岩变形破坏特征 15
2.2.1 沿空掘巷围岩变形破坏观测 15
2.2.2 沿空掘巷围岩变形破坏分析 17
2.3 特厚煤层综放沿空掘巷围岩裂隙发育程度 18
2.3.1 沿空掘巷围岩松动圈观测 18
2.3.2 沿空掘巷围岩稳定性评价 21
2.3.3 沿空掘巷初始支护评价 22
2.4 特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定性影响因素 23
参考文献 24
第3章 特厚煤层综放沿空掘巷上覆基本顶破断活化机理 25
3.1 弹-塑性支承基础沿空掘巷上覆基本顶破断特征 25
3.1.1 基本顶板结构支承基础与模型 25
3.1.2 弹-塑性支承基础基本顶主弯矩形态特征 33
3.1.3 沿空掘巷上覆基本顶破断结构特征 35
3.2 基本顶破断特征影响因素分析 36
3.2.1 破断特征的弹性支承基础支承系数效应 36
3.2.2 破断特征的基本顶厚度效应 38
3.2.3 破断特征的基本顶弹性模量效应 40
3.2.4 破断特征的基本顶跨度效应 41
3.2.5 破断特征的支承基础破坏范围效应 42
3.2.6 破断特征的支承基础破坏程度效应 43
3.3 沿空掘巷上覆破断岩层失稳运移规律 44
3.3.1 沿空掘巷覆岩运移数值模型 45
3.3.2 沿空掘巷覆岩失稳运移分析 45
参考文献 50
第4章 特厚煤层侧向支承应力与沿空煤巷覆岩演化机理 51
4.1 沿空侧覆岩结构下伏煤体侧向支承应力理论分析 51
4.1.1 侧向支承应力理论计算模型构建 51
4.1.2 侧向支承应力分布特征及形成机理 61
4.1.3 侧向支承应力影响下沿空掘巷位置评价 64
4.2 窄煤柱沿空掘巷帮部侧向支承应力实测 65
4.2.1 支承应力监测装置与方案 65
4.2.2 侧向支承应力实测结果 67
4.3 特厚煤层综放沿空掘巷大小结构稳定性及失稳机理 68
4.3.1 掘采前后沿空掘巷上覆岩层结构稳定性分析 68
4.3.2 沿空掘巷上覆岩层结构影响下围岩失稳机理 87
参考文献 103
第5章 特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制原理与技术体系 105
5.1 窄煤柱沿空掘巷围岩控制策略与原则 105
5.2 锚杆索耦合破碎煤帮支护机理与技术 106
5.2.1 锚杆索固帮护巷数值分析 106
5.2.2 锚杆索耦合破碎煤帮支护结构理论研究 110
5.2.3 锚杆索多层次固帮技术与控制机理 118
5.3 特厚煤层综放窄煤柱沿空掘巷围岩控制案例 124
5.3.1 沿空掘巷围岩控制方案 124
5.3.2 掘巷阶段矿压观测 130
5.3.3 回采阶段矿压观测 133
参考文献 137
第6章 石炭系坚硬顶板切顶留巷矿压显现与围岩特性 138
6.1 坚硬顶板切顶留巷工作面矿压显现特征 138
6.1.1 切顶留巷工作面矿压监测 138
6.1.2 切顶留巷工作面矿压显现分析 140
6.2 坚硬顶板切顶留巷工作面巷道矿压显现特征 142
6.2.1 切顶留巷工作面巷道矿压监测方案 142
6.2.2 切顶留巷工作面巷道矿压显现分析 145
6.3 坚硬顶板切顶留巷工作面及巷道围岩特性 151
6.3.1 切顶留巷超前支护段矿压显现情况 151
6.3.2 切顶留巷工作面采空区悬顶情况 153
6.3.3 切顶留巷预裂爆破情况 154
参考文献 155
第7章 石炭系坚硬顶板切顶留巷围岩态势演变规律 156
7.1 坚硬顶板切顶留巷围岩态势物理相似模拟 156
7.1.1 物理相似模型建立及监测 156
7.1.2 坚硬顶板切顶留巷覆岩运动特征分析 158
7.2 坚硬顶板切顶留巷围岩态势数值模拟 161
7.2.1 数值模型建立及监测 161
7.2.2 一次成巷阶段围岩态势演变 164
7.2.3 二次复用阶段围岩态势演变 168
7.3 坚硬顶板切顶对巷道围岩态势的影响 172
7.3.1 切顶对巷道围岩位移场的影响 173
7.3.2 切顶对巷道围岩应力场的影响 174
参考文献 176
第8章 坚硬顶板切顶留巷围岩结构稳定性与失稳机理 178
8.1 坚硬顶板切顶留巷围岩稳定性分析 178
8.1.1 切顶留巷帮部稳定性分析 178
8.1.2 切顶留巷顶板围岩应力环境 184
8.1.3 切顶留巷“顶—帮”破坏互馈机理 188
8.2 坚硬顶板切顶留巷围岩失稳机理 194
8.2.1 围岩破坏失稳分析 194
8.2.2 围岩破坏控制要求 196
参考文献 197
第9章 坚硬顶板切顶留巷围岩控制原理与技术体系 199
9.1 石炭系坚硬顶板切顶留巷预裂爆破关键技术 199
9.1.1 切顶预裂爆破原始工艺优化方向 199
9.1.2 坚硬顶板切顶预裂爆破关键技术 200
9.1.3 坚硬顶板切顶成巷关键技术 213
9.2 石炭系坚硬顶板切顶留巷围岩控制原则与关键技术 217
9.2.1 石炭系坚硬顶板切顶留巷围岩控制原则 217
9.2.2 碎石帮挡矸复合加固技术 220
9.2.3 超前支护段刚柔密强支护技术 221
9.3 石炭系坚硬顶板切顶留巷围岩随态控制案例 222
9.3.1 坚硬顶板切顶留巷原始支护方案 222
9.3.2 坚硬顶板切顶留巷随态支护方案 223
9.3.3 矿压观测与支护效果 229
参考文献 230
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