矩形断面综掘煤巷复合顶板失稳机制及安全控制技术

1 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 复合顶板基本特征与分类
1.2.2 煤巷快速掘进技术
1.2.3 煤巷顶板支护设计方法与锚杆支护理论
1.2.4 煤巷掘进工作面围岩稳定性
1.2.5 煤巷复合顶板失稳机理及其控制技术
2 矩形断面复合顶板煤巷围岩地质力学特性
2.1 赵庄矿工程地质环境
2.1.1 井田概况
2.1.2 煤系地层
2.1.3 地质构造
2.1.4 水文地质条件
2.2 地应力测试原理及应力场分布规律
2.2.1 地应力测试原理与仪器
2.2.2 地应力场分布规律
2.3 围岩矿物成分及其含量测试
2.3.1 黏土矿物总量衍射分析实验
2.3.2 黏土矿物相对含量X射线衍射分析实验
2.4 煤巷围岩力学参数测试
2.4.1 试件加工及测试仪器
2.4.2 试件单轴压缩实验
2.4.3 试件三轴压缩实验
2.4.4 试件劈裂实验
2.5 煤巷顶板内部结构特征探测
2.6 本章小结
3 矩形断面综掘煤巷复合顶板稳定性渐次演化规律研究
3.1 矩形断面煤巷综掘工艺过程及空间区划
3.1.1 煤巷综掘工艺过程描述
3.1.2 矩形断面煤巷综掘空间区划
3.2 FLAC3P数值模拟简介
3.2.1 FLAC3D计算方法及原理
3.2.2 Mohr-Coulomb本构模型
3.2.3 FLAC3D中锚索结构单元
3.3 矩形断面综掘煤巷复合顶板稳定性渐次演化规律
3.3.1 矩形断面综掘煤巷数值计算模型
3.3.2 矩形断面综掘煤巷顶板应力渐次演化规律
3.3.3 矩形断面综掘煤巷顶板变形动态演化规律
3.3.4 矩形断面综掘煤巷顶板塑性区渐次演化规律
3.4 矩形断面综掘煤巷复合顶板稳定性影响因素分析
3.4.1 综掘煤巷复合顶板稳定性影响因素分类
3.4.2 围岩条件对矩形断面综掘煤巷顶板稳定性的影响规律
3.4.3 掘进参数对矩形断面综掘煤巷顶板稳定性的影响规律
3.4.4 巷道支护对矩形断面综掘煤巷顶板稳定性的影响规律
3.5 本章小结
4 矩形断面综掘煤巷空顶区复合顶板变形破坏机制研究
4.1 薄板小挠度弯曲基本理论
4.1.1 三个计算假定
4.1.2 薄板弯曲理论的力学方程
4.2 矩形断面综掘煤巷空顶区复合顶板变形特征
4.2.1 空顶区复合顶板力学模型的建立
4.2.2 空顶区复合顶板的内力解析
4.2.3 空顶区复合顶板变形破坏规律
4.3 矩形断面综掘煤巷空顶区复合顶板失稳机制
4.4 矩形断面综掘煤巷空顶距的确定及其影响因素
4.4.1 矩形断面综掘煤巷空顶距的确定
4.4.2 矩形断面煤巷空顶距影响因素敏感性分析
4.5 本章小结
5 矩形断面综掘煤巷支护区复合顶板失稳机制研究
5.1 矩形断面煤巷复合顶板破坏形态及范围
5.1.1 自然平衡拱的形态及矢高
5.1.2 隐形平衡拱和扩展隐形平衡拱的形态及矢高
5.2 矩形断面煤巷支护区复合顶板挠曲变形规律
5.2.1 支护区顶板挠曲变形力学模型的建立
5.2.2 支护区顶板挠曲变形典型特征
5.2.3 支护区顶板挠曲变形影响因素分析
5.3 矩形断面煤巷支护区复合顶板变形破坏机制
5.4 本章小结
6 矩形断面综掘煤巷复合顶板安全控制技术研究
6.1 矩形断面综掘煤巷复合顶板安全控制思路
6.1.1 围岩防控对策对煤巷掘进速度的影响
6.1.2 矩形断面综掘煤巷复合顶板安全控制思路
6.2 锚杆（索）及护表构件对复合顶板的作用机理
6.2.1 锚杆作用力的产生机理
6.2.2 锚杆对围岩的力学作用
6.2.3 锚索对围岩的控制作用
6.2.4 预紧力的作用机理
6.2.5 托梁（钢带）和钢筋网对复合顶板的作用
6.3 锚杆（索）支护关键影响因素分析
6.3.1 锚杆预紧力
6.3.2 锚杆布设间距
6.3.3 锚索预紧力
6.3.4 锚索长度
6.3.5 锚索布设间距
6.4 矩形断面煤巷复合顶板耦合支护机理及安全控制技术
6.4.1 矩形断面煤巷复合顶板耦合支护机理
6.4.2 矩形断面煤巷复合顶板“粱-拱”承载结构耦合支护模型
6.4.3 基于“梁-拱”模型的煤巷复合顶板支护设计
6.4.4 矩形断面综掘煤巷复合顶板分步支护技术
6.5 本章小结
7 工程应用
7.1 矩形断面复合顶板煤巷综掘施工现状
7.1.1 矩形断面复合顶板煤巷综掘施工方案
7.1.2 矩形断面复合顶板煤巷综掘速度现状
7.2 矩形断面复合顶板煤巷综掘速度制约因素
7.2.1 复合顶板煤巷综掘速度制约因素的基本构成
7.2.2 复合顶板煤巷综掘速度制约因素因子分析
7.2.3 复合顶板煤巷快速综掘的实施途径分析
7.3 试验煤巷工程地质条件
7.4 复合顶板煤巷综掘施工方案优化
7.4.1 复合顶板煤巷支护方案优化
7.4.2 复合顶板煤巷综掘工艺流程优化
7.4.3 复合顶板煤巷综掘施工组织优化
7.5 复合顶板煤巷综掘试验效果分析
7.5.1 煤巷掘进速度的提升效果 …… 8主要结论 参考文献