北京
本书全面介绍了浅埋煤层长壁综采工作面矿压显现规律与压架灾害防治的最新研究成果，内容包括：浅埋煤层开采覆岩结构特征及运动规律，浅埋煤层开采矿压显现的基本规律及影响因素，浅埋煤层开采压架灾害的类型与发生机理，浅埋煤层开采不同类型压架灾害的发生条件与压架危险区域的预测方法，浅埋煤层开采压架灾害防治对策及其在神东矿区的应用与实践。
我国西部矿区普遍具备浅埋煤层开采条件。浅埋煤层开采实践证明，其长壁工作面矿山压力显现并不因埋深浅、采动支承压力小而缓和，相反常呈现出强烈的矿压显现，即使在支架工作阻力和支护强度很大时仍发生严重的压架灾害。以神东矿区为例，煤层埋深一般为50～300m，工作面采宽300m左右，属典型浅埋煤层赋存矿区。神东矿区综采工作面支架工作阻力已由最初的3500kN逐步增大到20000kN(支护强度1.52MPa)，但仍然发生严重的压架灾害。据不完全统计，神东矿区自2007年以来先后发生十余起严重的压架事故，造成了巨大的经济损失。上述压架灾害已成为严重制约神东矿区浅埋煤层安全高效开采的重要因素之一，而且随着煤层采高不断增大，以及逐步进入下部煤层的重复采动，压架灾害问题愈加突出。为何浅埋煤层长壁工作面矿压显现会如此强烈？其压架机理是什么？如何对压架灾害进行有效预测和防治？显然，深入开展浅埋煤层开采矿山压力显现规律与压架灾害防治的研究具有重大理论和实践意义。
▲ 本书内容的结构框图
作者自2007 年以来先后在神东矿区补连塔煤矿、大柳塔煤矿、活鸡兔井、石圪台煤矿、乌兰木伦煤矿等矿井13 个综采工作面开展了浅埋煤层矿山压力监测和压架灾害防治的研究及实践工作。在钱鸣高院士“砌体梁”结构的学术思想和岩层控制的关键层理论的指导下，通过系统的现场实测和资料收集，结合实验室模拟及理论研究，掌握了浅埋煤层采场矿压显现规律及其主要影响因素，揭示了浅埋煤层开采的压架类型与机理，并提出了相应的防治对策。研究发现，在浅埋单一关键层结构且地表有厚风积沙、沟谷地形上坡段、近距离煤层重复采动出上覆煤柱、特大采高等几类特殊开采条件下，浅埋煤层开采易出现关键层结构破断块体的滑落失稳，导致支架立柱在短时间内出现急剧下缩甚至压死支架的现象。为此，本书重点研究揭示了上述各类条件下压架灾害的机理与发生条件，建立了工作面压架危险区域的预测方法，形成了一套浅埋煤层工作面支架合理阻力的估算方法，提出了浅埋煤层开采压架灾害防治对策。有关研究成果在神东矿区浅埋煤层矿山压力控制与压架灾害防治实践中得到验证和应用。本书即上述研究工作的系统总结，希望本书的出版能为我国浅埋煤层矿山压力控制与压架灾害防治提供参考和借鉴。
▲ 岩样试件力学特性测试
▲ 不同采高覆岩关键层结构形态的试验结果
▲ 特大采高综采面覆岩关键层结构模型
▲ 模拟结果图
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