為預(yù)防和控制大采高綜放面煤壁嚴(yán)重片幫事故，本書對(duì)大采高綜放面煤壁片幫機(jī)理開展了深入研究，提出了合理有效且具有針對(duì)性的煤壁片幫控制技術(shù)，結(jié)合正交試驗(yàn)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(jī)采高度范圍內(nèi)煤體塑性變形具有明顯時(shí)間差異性特點(diǎn)；建立了大采高綜放面煤壁片幫尖點(diǎn)突變模型和弧形滑動(dòng)失穩(wěn)模型，推導(dǎo)出堅(jiān)硬煤層煤壁片幫力學(xué)條件判據(jù)和軟弱煤層煤壁片幫安全系數(shù)計(jì)算式，并結(jié)合夾矸強(qiáng)度弱化理論研究了夾矸煤壁失穩(wěn)判別準(zhǔn)則；綜合三角模糊算法和數(shù)值模擬計(jì)算，確定了8107大采高綜放面煤壁片幫關(guān)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(jì)算模型，得出支架關(guān)鍵固體構(gòu)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(cè)煤壁片幫控制方法，并對(duì)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(jié)合煤壁片幫控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，運(yùn)用C++語(yǔ)言開發(fā)出一套大采高綜放面煤壁片幫安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，并通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用檢驗(yàn)。主要讀者對(duì)象包括：采礦界各科研院所研究人員、現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員等。
1 緒論
1．1 問題的提出
1．2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1．2．1 煤壁前方煤體應(yīng)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(jī)理研究現(xiàn)狀
1．2．3 煤壁片幫控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
1．2．4 超聲無(wú)損探傷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1．3 本書主要研究?jī)?nèi)容與研究方法
1．3．1 主要研究?jī)?nèi)容
1．3．2 研究方法及技術(shù)路線
1．4 本書預(yù)期研究成果
2 基于正交試驗(yàn)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(yàn)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(duì)比及選擇
2．1．2 煤壁片幫塑性變形系數(shù)及其正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
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(jì)算求解
2．2．1 頂梁彈塑性有限變形理論認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)
2．2．2 基于頂板彈塑性有限變形的煤體應(yīng)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(xué)參數(shù)三軸試驗(yàn)結(jié)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(jì)算方法對(duì)比分析
2．4 本章小結(jié)
3 不同硬度煤層大采高綜放面煤壁片幫機(jī)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(yàn)應(yīng)力一應(yīng)變特性對(duì)比
3．1．2 煤壁片幫跡線與煤體硬度關(guān)系探討
3．2 基于尖點(diǎn)突變理論堅(jiān)硬煤層大采高綜放面煤壁片幫機(jī)理研究
3．2．1 煤壁片幫尖點(diǎn)突變模型的建立
3．2．2 堅(jiān)硬煤層不同片幫跡線條件下片幫機(jī)理研究
3．3 軟弱煤壁弧形滑動(dòng)失穩(wěn)機(jī)理研究
3．3．1 軟弱煤壁弧形滑動(dòng)片幫數(shù)值模擬研究
3．3．2 煤壁弧形滑動(dòng)失穩(wěn)起始破裂位置探討
3．3．3 煤壁弧形滑動(dòng)失穩(wěn)力學(xué)建模及計(jì)算分析
3．4 含軟弱夾矸煤層大采高綜放面煤壁片幫機(jī)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(xué)建模與計(jì)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(jié)
4 8107大采高綜放面煤壁片幫關(guān)鍵影響因素綜合確定
4．1 基于三角模糊算法煤壁片幫關(guān)鍵影響因素計(jì)算分析
4．1．1 片幫基本事件分類及其三角模糊概率計(jì)算
4．1．2 片幫基本事件三角模糊重要度計(jì)算
4．2 煤壁片幫關(guān)鍵影響因素合理值范圍的數(shù)值模擬分析
4．2．1 關(guān)鍵影響因素?cái)?shù)值模擬方案設(shè)計(jì)
4．2．2 煤壁片幫關(guān)鍵影響因素合理值范圍確定
4．3 煤壁片幫關(guān)鍵影響因素回歸分析
4．4 本章小結(jié)
5 基于綜放支架系統(tǒng)可靠性煤壁片幫控制技術(shù)
5．1 支架系統(tǒng)可靠性與煤壁片幫控制互饋關(guān)系研究
5．2 基于共因失效計(jì)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(jì)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(jì)算示例
5．3 “固液同步型”支架故障檢測(cè)技術(shù)及其檢測(cè)機(jī)理
5．3．1 綜放支架“固液同步型”故障檢測(cè)技術(shù)的提出
5．3．2 綜放支架“固液同步型”故障檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)涵
5．4 本章小結(jié)
6 同忻礦8107大采高綜放面煤壁片幫控制現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐
6．1 基于“固液同步型”故障檢修實(shí)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(cè)方案設(shè)計(jì)
6．1．2 液壓支架“固液同步型”故障檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析
6．1．3 綜放面不同故障率區(qū)段煤壁控制效果對(duì)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(duì)比分析
6．2 大采高綜放面煤壁片幫安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用
6．2．1 安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)開發(fā)構(gòu)想及操作界面
6．2．2 安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)的應(yīng)用檢驗(yàn)
6．3 本章小結(jié)
7 結(jié)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(jī)理
7．1．3 大采高綜放面煤壁片幫關(guān)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(shù)
7．1．5 同忻礦8107大采高綜放面煤壁片幫控制現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)
7．1．6 大采高綜放開采煤壁片幫安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)開發(fā)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用檢驗(yàn)
7．2 創(chuàng)新點(diǎn)
7．3 展望
附錄 C++編程代碼
參考文獻(xiàn)
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