超高水材料充填采煤技术
作者：孙春东
出版时间：2017年版
内容简介
邯郸矿区具有地表村庄密集、人口众多、村庄压煤比重大的特点，如何高效开采村庄下压煤，实现矿区的可持续发展是矿区面临的重要挑战之一。《超高水材料充填采煤技术》紧密结合超高水材料充填采煤技术的发展历程，系统地总结了邯郸矿区超高水材料充填采煤理论、技术与实践方面的创新成果。
《超高水材料充填采煤技术》系统地介绍了超高水材料的基本性能和工程特性、超高水材料充填开采工艺方法、充填工艺系统和装备、矿山压力显现及覆岩活动规律、地表沉降规律及控制等内容。结合超高水材料充填采煤工程案例，通过地表沉降观测、工程探查、充填体承载监测、等效采高理论验证，阐述超高水材料充填固结体的整体稳定性及其存在的问题，给出了超高水材料充填开采设计的要素及主要原则等。
目录
序
前言
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
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