為預防和控制大采高綜放面煤壁嚴重片幫事故，本書對大采高綜放面煤壁片幫機理開展了深入研究，提出了合理有效且具有針對性的煤壁片幫控制技術，結合正交試驗和彈塑性巖梁有限變形理論，研究得出大采高綜放面頂煤塑性變形與煤壁前方機采高度范圍內煤體塑性變形具有明顯時間差異性特點；建立了大采高綜放面煤壁片幫尖點突變模型和弧形滑動失穩(wěn)模型，推導出堅硬煤層煤壁片幫力學條件判據(jù)和軟弱煤層煤壁片幫安全系數(shù)計算式，并結合夾矸強度弱化理論研究了夾矸煤壁失穩(wěn)判別準則；綜合三角模糊算法和數(shù)值模擬計算，確定了8107大采高綜放面煤壁片幫關鍵影響因素：支架故障率、工作阻力和端面距；建立了綜放支架系統(tǒng)可靠性共因失效計算模型，得出支架關鍵固體構件和液壓元件失效概率，提出了以降低支架故障率為核心的“固液同步型”故障檢測煤壁片幫控制方法，并對比分析了綜放面不同故障率區(qū)段和故障檢修前后煤壁片幫控制效果；結合煤壁片幫控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，運用C++語言開發(fā)出一套大采高綜放面煤壁片幫安全評價系統(tǒng)，并通過現(xiàn)場應用檢驗。主要讀者對象包括：采礦界各科研院所研究人員、現(xiàn)場工程技術人員等。
1 緒論
1．1 問題的提出
1．2 國內外研究現(xiàn)狀
1．2．1 煤壁前方煤體應力分布及塑性區(qū)范圍研究現(xiàn)狀
1．2．2 大采高工作面煤壁片幫機理研究現(xiàn)狀
1．2．3 煤壁片幫控制技術研究現(xiàn)狀
1．2．4 超聲無損探傷技術發(fā)展現(xiàn)狀
1．3 本書主要研究內容與研究方法
1．3．1 主要研究內容
1．3．2 研究方法及技術路線
1．4 本書預期研究成果
2 基于正交試驗和有限變形理論煤壁前方塑性區(qū)范圍研究
2．1 基于正交試驗煤壁前方塑性區(qū)范圍數(shù)值模擬研究
2．1．1 數(shù)值模擬軟件對比及選擇
2．1．2 煤壁片幫塑性變形系數(shù)及其正交試驗設計
2．1．3 煤壁片幫塑性變形系數(shù)多元非線性回歸分析
2．2 基于有限變形理論煤壁前方塑性區(qū)范圍計算求解
2．2．1 頂梁彈塑性有限變形理論認識基礎
2．2．2 基于頂板彈塑性有限變形的煤體應力求解
2．3 煤壁前方塑性區(qū)范圍描繪
2．3．1 同忻礦煤體基本力學參數(shù)三軸試驗結果
2．3．2 8107大采高綜放面煤壁前方塑性區(qū)范圍描繪
2．3．3 煤壁前方塑性區(qū)范圍兩種計算方法對比分析
2．4 本章小結
3 不同硬度煤層大采高綜放面煤壁片幫機理研究
3．1 不同硬度煤體片幫跡線分類
3．1．1 不同硬度煤體三軸壓縮試驗應力一應變特性對比
3．1．2 煤壁片幫跡線與煤體硬度關系探討
3．2 基于尖點突變理論堅硬煤層大采高綜放面煤壁片幫機理研究
3．2．1 煤壁片幫尖點突變模型的建立
3．2．2 堅硬煤層不同片幫跡線條件下片幫機理研究
3．3 軟弱煤壁弧形滑動失穩(wěn)機理研究
3．3．1 軟弱煤壁弧形滑動片幫數(shù)值模擬研究
3．3．2 煤壁弧形滑動失穩(wěn)起始破裂位置探討
3．3．3 煤壁弧形滑動失穩(wěn)力學建模及計算分析
3．4 含軟弱夾矸煤層大采高綜放面煤壁片幫機理研究
3．4．1 含軟弱夾矸煤層煤壁片幫主要形式
3．4．2 含軟弱夾矸煤層煤壁片幫力學建模與計算
3．4．3 基于控制平面分區(qū)的含軟弱夾矸煤壁失穩(wěn)條件分析
3．5 本章小結
4 8107大采高綜放面煤壁片幫關鍵影響因素綜合確定
4．1 基于三角模糊算法煤壁片幫關鍵影響因素計算分析
4．1．1 片幫基本事件分類及其三角模糊概率計算
4．1．2 片幫基本事件三角模糊重要度計算
4．2 煤壁片幫關鍵影響因素合理值范圍的數(shù)值模擬分析
4．2．1 關鍵影響因素數(shù)值模擬方案設計
4．2．2 煤壁片幫關鍵影響因素合理值范圍確定
4．3 煤壁片幫關鍵影響因素回歸分析
4．4 本章小結
5 基于綜放支架系統(tǒng)可靠性煤壁片幫控制技術
5．1 支架系統(tǒng)可靠性與煤壁片幫控制互饋關系研究
5．2 基于共因失效計算模型綜放支架系統(tǒng)可靠性研究
5．2．1 大采高綜放支架故障概率共因失效計算模型的提出
5．2．2 zFl5000／27．5 ／42型綜放支架立柱系統(tǒng)可靠性計算示例
5．3 “固液同步型”支架故障檢測技術及其檢測機理
5．3．1 綜放支架“固液同步型”故障檢測技術的提出
5．3．2 綜放支架“固液同步型”故障檢測技術的內涵
5．4 本章小結
6 同忻礦8107大采高綜放面煤壁片幫控制現(xiàn)場工程實踐
6．1 基于“固液同步型”故障檢修實踐煤壁片幫控制效果探析
6．1．1 ZFl500D／27．5 ／42型綜放支架“固液同步型”故障檢測方案設計
6．1．2 液壓支架“固液同步型”故障檢測結果統(tǒng)計分析
6．1．3 綜放面不同故障率區(qū)段煤壁控制效果對比分析
6．1．4 支架“固液同步型”故障檢修前后煤壁控制效果對比分析
6．2 大采高綜放面煤壁片幫安全評價系統(tǒng)研發(fā)應用
6．2．1 安全評價系統(tǒng)開發(fā)構想及操作界面
6．2．2 安全評價系統(tǒng)的應用檢驗
6．3 本章小結
7 結論與展望
7．1 研究取得的主要成果
7．1．1 大采高綜放面煤壁前方塑性區(qū)范圍
7．1．2 不同硬度煤層大采高綜放面煤壁片幫機理
7．1．3 大采高綜放面煤壁片幫關鍵影響因素研究
7．1．4 大采高綜放開采煤壁片幫控制技術
7．1．5 同忻礦8107大采高綜放面煤壁片幫控制現(xiàn)場工業(yè)性試驗
7．1．6 大采高綜放開采煤壁片幫安全評價系統(tǒng)開發(fā)與現(xiàn)場應用檢驗
7．2 創(chuàng)新點
7．3 展望
附錄 C++編程代碼
參考文獻
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