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第一章 绪论1

1.1问题的提出1

1.2特厚煤层分层开采技术的发展及存在问题1

1.3特厚煤层大采高综采技术的发展及存在问题2

1.3.1大采高综采技术的发展2

1.3.2大采高综采技术的优越性3

1.3.3大采高综采技术存在的问题3

1.3.4大采高综采技术研究现状4

1.4特厚煤层放顶煤开采技术的发展及存在问题5

1.4.1放顶煤技术的发展5

1.4.2放顶煤技术的优越性6

1.4.3放顶煤技术存在的问题6

1.4.4放顶煤技术研究现状7

1.5特厚煤层大采高综放开采技术的发展及存在问题11

1.5.1大采高综放的提出11

1.5.2大采高综放开采工业性试验11

1.5.3大采高综放开采技术的优越性12

1.5.4特厚煤层大采高综放开采技术存在的问题13

1.5.5特厚煤层大采高综放开采技术研究现状13

1.6本文的主要研究内容、研究方法及技术路线14

第二章 大采高综放工作面顶煤变形力学分析及活动规律试验研究16

2.1顶煤变形力学分析16

2.1.1前方支承压力变化规律16

2.1.2顶煤破坏机理17

2.1.3顶煤变形破坏基本规律22

2.2PFC模拟顶煤顶板运移过程试验研究23

2.2.1PFC模拟综放开采的基本原理23

2.2.2模型建立23

2.2.3试验数据分析24

2.3顶煤活动规律相似模拟研究28

2.3.1试验装置与试验模型设计28

2.3.2试验结果及分析28

2.4本章小结31

第三章 大采高综放工作面合理工作面长度优化研究32

3.1工作面长度优化方案设计32

3.2计算模型33

3.3模拟过程及采空区模拟34

3.4顶煤破坏性的评价方法与评价指标35

3.5模拟结果分析36

3.5.1煤壁前支承压力分布随工作面长度与推进距离的变化36

3.5.2工作面长度方向上支承压力分布规律39

3.5.3随工作面长度、推进距离和支架支撑力变化的顶煤破坏规律40

3.5.4支架支撑力与工作面长度的关系46

3.6本章小结48

第四章 大采高综放工作面合理采放比研究50

4.1引言50

4.2特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机理分析50

4.2.1煤岩损伤统计演化模型的建立50

4.2.2煤体破碎机理52

4.3特厚煤层合理采放比的确定54

4.3.1数值计算模拟方法的确定54

4.3.2数值计算模型的建立55

4.3.3不同方案情况下顶煤及煤壁屈服破坏分布规律57

4.3.4大采高综放开采条件适应性分析67

4.4应用举例70

4.4.1工作面概况70

4.4.2煤壁片帮分析72

4.4.3合理采放比的确定72

4.5本章小结72

第五章 大采高综放工作面煤矸流场特征及放煤参数优化研究74

5.1引言74

5.2合理放煤步距物理模拟研究74

5.2.1模型设计75

5.2.2试验装置75

5.2.3试验材料75

5.2.4试验方法76

5.2.5试验结果及其分析76

5.3合理放煤步距PFC数值计算86

5.3.1模型及参数的确定86

5.3.2模拟过程及其分析86

5.4合理放煤方式PFC数值计算89

5.5本章小结92

第六章 大采高综放工作面工艺参数优化研究94

6.1引言94

6.2工艺参数优化原则与工序分析94

6.2.1优化原则94

6.2.2主要工序分析95

6.3参数设计优化98

6.3.1合理割煤速度的确定98

6.3.2产量分析99

6.4大采高综放工作面工艺参数实测研究99

6.4.1实测目的及内容99

6.4.2实测工作面开采技术条件100

6.4.3实测方法101

6.4.4实测结果102

6.4.5千万吨级工作面工艺参数优化109

6.5本章小结114

第七章 结论与展望116

7.1主要工作116

7.2主要结论116

7.3不足与展望119

参考文献120