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目录1

第一章 岩层压力1

第一节 什么是岩层压力和矿压显现1

（一）基本概念1

（二）低岩层压力3

（三）高岩层压力3

（四）采区边界线和残留煤柱的影响5

（五）本节（一）到（四）的结果5

第二节 如何确定岩层压力的大小及其在矿山地下结构的分布？6

（一）根据量测确定岩层压力的分布6

（二）根据量测确定充填体压力7

（三）根据G·爱维林与A·G·迈尔的方法建立计算模型与调整测定结果的校合9

（四）有压力岩层：绘图机绘制的单煤层与四煤层回采的压力分布图11

（五）做为设计基础的计算机表示法13

（六）布罗纳确定岩层压力的方法15

第三节 检验：计算所得的岩层压力与在长壁工作面测得的顶板冒落洞穴面积19

（一）算得的岩层压力和测得的长壁工作面顶板冒落洞穴面积19

（二）计算出的岩层压力与量出的顺槽顶底板会合量20

（三）矿井设计中应用岩层压力计算模型的建议22

（四）应用岩层压力计算模型进行支护设计实例23

第四节 开采推进对岩层压力有哪些影响，它的值有多大？25

（一）初采时贴长壁工作面煤壁前方岩层压力的变化25

（二）顺槽纵向岩层压力的变化26

（三）在残留煤柱下开采时顺槽纵向岩层压力的变化27

（四）开采边界线极大压力下的顺槽28

第五节 倾斜煤层中的岩层压力29

（一）在残留煤柱下方的采煤工作面和顺槽29

（二）上方有多处采掘的石门的受压和卸压31

（三）石门应力的对比方法33

第六节 开拓巷道和采准巷道回采和掘进时的岩层压力35

（一）回采区和巷道之间的煤柱35

（二）煤柱中间的平巷36

（三）采区边界线下部的巷道37

（四）在“凸出”煤层角下方的平巷39

（五）煤柱下部的平巷40

（一）与巷道平行的开采边界线42

第七节 开采边界线下方的长壁工作面42

（二）与长壁工作面平行的开采边界线43

第八节 开采边界线和残留煤柱下部的顺槽44

（一）与巷道平行的开采边界线44

（二）“凸出”煤层角47

（三）与巷道平行的残留煤柱48

（四）与长壁工作面平行的开采边界线49

（五）与长壁工作面平行的残留煤柱51

（一）上方有或无平行于巷道的煤柱时的长壁工作面和长壁工作面端头53

（二）无开采边界线时顺槽的应力54

（三）开采边界线下方顺槽的应力56

（一）开采边界线起保护作用的条件57

第十节 在什么条件下保护（煤）层减轻了岩层压力，减轻到什么程度？57

（二）残留煤柱上方或下方的保护层59

第十一节 对设计的建议60

（一）在制定开采设计时对岩层压力的考虑60

第九节 超前或落后于长壁工作面掘进的顺槽：长壁工作面端头处的应力多大？沿顺槽的岩层压力怎样增高的？63

（二）P·施塔森关于平巷低压位置的理论63

（三）E·斯库达有关开采设计、进行回采和支护的若干意见66

（四）设计实例1：石门上方的保护层与方案比较70

（五）设计实例2：宽煤柱内的大巷及采用仰斜和沿走向进行上部回采的比较72

第十二节 压力测定仪器72

（一）压力测定方法和压力测定仪器72

（二）煤层用压力计（Cerchar）76

（三）充填体用的压力计（Cerchar）77

第一章 总结·展望78

第二章 长壁工作面的矿压显现80

第一节 破断的类型和形状80

（一）分离破断和剪切破断的图象80

（二）破断的种类80

（三）长壁采煤工作面岩层的破断形式82

（四）岩石试样、模型试验和井下岩层中的破断种类和破断形式83

第二节 裂缝组是怎样区分的？什么样的破断运动能使裂缝组闭合？87

（一）裂缝组图象87

（二）模型试验中出现的R2裂缝顶板冒落洞穴88

（三）裂缝组和破断运动的分类89

（四）楔形破断机理93

（六）楔形破断的扩展94

（五）楔形破断的形成94

第三节 初始开采的长壁工作面：在什么样的破断形式下有发生危险的可能？95

（一）初始破断图象95

（二）初始开采之前和以后的破断形状96

（三）有危险的和无危险的未填满的冒落空洞97

（四）初始破断和处理措施98

（五）杠杆式破断99

第四节 正在开采的长壁工作面：支架支撑力如何作用于顶板？100

（一）支架支撑力低或高时顶板的自撑能力100

（二）支架支撑压力和顶板裂缝101

（一）拱形支撑和周期压力102

第五节 周期压力：直接顶水平支撑的作用102

（二）周期来压的大小和频率103

第六节 顶板台阶下沉：在什么情况下出现？104

（一）台阶下沉顶板的图象104

（二）造成顶板台阶下沉的可能原因：有坚固岩层和岩层压力低105

（三）顶板台阶下沉原因的分类106

第七节 大冒落洞穴的形成、预防和处理108

（一）大冒落洞穴图象、原因和防治措施108

（二）用掩护支架克服冒顶109

（三）沿长壁工作面煤壁垒砌矸石111

（四）日本的经验112

（一）现象、原因和防治113

第八节 长壁工作面煤壁的缓慢卸压：煤壁片帮是造成顶板冒落洞穴的原因；防治措施113

（二）用聚胺酯加固煤壁和围岩114

（三）聚胺酯的粘结性能115

第九节 上位顶板岩层：顶板岩层在长壁工作面后方是如何台阶下沉的？116

（一）长壁工作面初采时破断的发展（模型试验）116

（二）魏伯洞穴118

（三）周期性破断（模型试验）119

（四）长壁工作面上方的岩体运动120

第十节 地质构造是怎样影响破断运动的？122

（一）W·吉姆关于地质因素对破断运动影响的观点122

（二）直接顶构造对破断运动的影响123

（三）上位直接顶和层组的破断形式124

（一）强度测定：井下的应用范围126

（四）地质构造因素对破断运动的影响126

第十一节 无或有弱面与分离面岩石的特性126

（二）在实验室和井下进行的强度测定127

（三）抗压强度、抗拉强度、摩擦系数128

（四）煤系岩石的机械力学特性和矿物学特性之间的关系129

（五）摩尔应力圆129

（六）三轴压力试验结果130

（七）岩体内分离面的测绘和岩石特性134

（八）弱面对岩层强度的影响135

（九）有节理材料的模型试验138

第二章 总结·展望141

（一）生产长壁工作面的观测143

第三章 长壁工作面顶板的冒落洞穴率①143

第一节 生产长壁工作面观测：监视顶板管理和冒顶原因的一种简易方法143

（二）单体支柱和自移支架生产长壁工作面观测和观测结果的即时分析144

（三）用于生产和设计的长壁工作面观测数据的电子计算机处理147

第二节 用于鲁尔煤矿的顶板冒落洞穴统计法148

（一）长壁工作面的平均状况148

（二）顶板冒落洞穴的形状、大小和频率151

第三节 影响冒顶洞穴率的因素152

（一）根据“端面距”（即顶梁前端到长壁工作面煤壁的距离）求算冒顶洞穴率152

（二）直接顶的连接强度、相邻的开采153

（三）回采速度、有下部采掘的残留煤柱和顶板悬臂154

（一）支护滞后造成的顶板冒落洞穴及其原因156

第四节 支护滞后对顶板冒落洞穴的影响，什么原因造成支护滞后？156

（四）支架前方和上方的顶板冒落洞穴156

（二）长壁工作面煤壁片帮158

（三）长壁工作面劳动组织的影响160

第五节 支架支撑压力对顶板冒落洞穴的影响161

（一）掩护支架工作面的初撑力、支柱平均阻力和支柱的增阻量161

（二）框式支架长壁工作面支架支撑压力对顶板冒落洞穴的影响162

（三）掩护支架长壁工作面支架支撑压力与煤层厚度对顶板冒落洞穴的影响164

第六节 支架架型：对顶板冒落的影响？165

（一）框式支架与掩护支架长壁工作面冒顶洞穴情况的比较165

（二）单体支柱和自移支架长壁工作面顶板运动比较167

（一）J·雷欧哈特关于长壁工作面顶底板会合的理论169

第七节 长壁工作面顶底板会合量能否做为采前计算冒落活动的参数169

（二）J·F·拉富和C·香本关于长壁工作面顶底板会合的理论170

第八节 长壁工作面顶板管理有什么适用的规律？171

（一）顶板管理的规律171

（二）长壁工作面观测用在生产上供作决定的参照值172

（三）不利之点：在自移支架上垫坑木172

第三章 总结·展望174

第四章 长壁工作面支架175

第一节 所需的支架阻力175

①冒落洞穴率即顶板冒落灵敏度——校订者注175

（一）最小安全值175

（二）国内外的建议177

（三）A·H·威尔逊的顶板悬臂的论点178

（四）O·纳陶有关松散顶板的论点179

（五）支架底座尺寸的确定180

（六）支护说明书182

第二节 自移支架的型式186

（一）支架型式符号186

（二）垛式和框式支架部件的要求188

（三）顶梁与顶板的接触190

（四）框式支架的经济性192

（五）遇冒顶洞穴时的工时消耗193

（六）对掩护支架的要求196

（七）掩护支架和框式支架的支护生产率197

（八）单位面积顶板支架阻力和工作面每米长度的支架阻力198

（九）支撑式掩护支架199

第三节 掩护支架工作面每米长度支架阻力的计算201

（一）支架特性曲线201

（二）计算203

（三）稳定性204

（四）倾斜煤层中的防滑防倒205

（五）偏心加载207

第四节 对掩护支架的工作要求209

（一）软底板209

（二）架间封严210

（三）用于倾斜煤层212

（四）切割式回采214

（五）刨削式回采215

（六）冒顶洞穴和片帮216

（七）用于风力充填的自移支架217

（八）今后的发展219

（九）自动化220

第五节 液压支架的检验和监测222

（一）质量检定222

（二）掩护支架使用特性223

（三）液压回路的计算225

（四）液压系统的检查226

第四章 总结·展望227