煤矿绿色开采技术

提出了煤矿绿色开采的概念，阐述了它的内涵和技术体系，绿色开采的理论基础为：开采后岩层中的关键层运动形成的节理裂隙与离层规律以及瓦斯与地下水在破断岩层中的渗流规律。绿色开采技术的主要内容包括：保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等。  

覆岩关键层位置的判别方法

建立了判别覆岩中关键层位置的实用方法，并编制了相应的计算机软件ＫＳＰＢ。首次 相邻两层硬岩同步破断的理论判别式，并就相邻两层破断顺序的影响因素进行分析，结果表明，两硬岩层厚度、间距以及上层硬岩所承受的载荷大小是影响相邻层硬岩民支破断顺序的主要因素。  

采动岩体的关键层理论研究新进展

在分析关键层理论的基本原理的基础上，详细介绍了有关键层复合效应对采场矿压与岩层移动的影响，以及综述了关键层理论在采矿压控制、岩层移动与地表沉陷控制和煤层瓦斯抽放等应用研究方面的最新进展。  

岩层采动裂隙分布在绿色开采中的应用

岩层采动裂隙分布的研究与水体下和承压水上采煤、卸压瓦斯抽放、离层区充填与开采沉陷控制等工程问题紧密相关，通过试验与理论分析，对岩层移动过程中的覆岩采动裂隙动态发育特征及其影响因素进行了深入研究，结果证明：覆岩关键层对离层及裂隙的产生、发展与时空分布起控制作用．基于关键层破断前后采动裂隙动态发育特性与差异，提出了“覆岩离层分区隔离充填减沉法”和卸压瓦斯抽放的“O”形圈理论，并分别应用于我国不迁村采煤试验和卸压煤层气开采实践。  

地面钻井抽放上覆远距离卸压煤层气试验研究

通过模拟及实测，对下保护层开采后其上覆远距离煤卸压效果进行了研究，并在淮北桃园矿开展了地面钻井抽放上覆远距离卸压煤层气试验。结果表明，下解放层开采后其上覆远距离煤层能充分卸压，将地面抽放钻井打到采动裂隙“Ｏ”形圈内，可将其卸压煤层气大面积抽放出来，为我国煤层气开采提供了一条新途径，具有推广应用前景。  

20年来采场围岩控制理论与实践的回顾

简要地回顾了近２０年来中国矿业大学在采场围岩控制理论与实践方面的进展，其中包括“砌体梁”力学模型与“关键层”理论的提出，“砌体梁”结构的“Ｓ－Ｒ”稳定，采用整体力学模型及矿山压力“支架－围岩”稳定性监测，最后提出今后的展望。  

再论采场矿山压力理论

本文简述了采场上覆岩层的结构模型及其形成的“给定变形”概念以及原有采场支架受载大小的计算原则、实际测定结果及其存在的问题。另外，根据近年来对直接顶及放顶煤矿山压力显现的研究，本文提出了较为完整的采场矿山压力力学模型，并详细分析了“直接顶（顶煤）—支架—底板”支撑体系的系统刚度及各自刚度变化时对工作面矿山压力显现的影响，给出了支架存在给定变形工作状态的条件，修正了支架受力与采高成正比的传统观念。  

底板岩体结构稳定性与底板突水关系的研究

将煤层底板至含水层之间承载能力最大的一层岩层看作底板关键层，从而将采场底板突水的研究转化为对底板关键层破断机制的研究，将关键层看作受水压等均布载荷作用的弹性薄板，得出了它的极限破断跨距公式，并提出了利用已知突水事故资料反演预测岩体强度的方法，提高了理论计算精度。最后，分析了底板关键层破断后的块体平衡条件，解释了突水点的分布特点与突水时产生的底鼓现象。  

岩层移动模拟研究中加载问题的探讨

基于岩层控制关键层理论，通过相似材料模拟实验及UDEC与FLAC数值模拟计算，对岩层移动模拟研究中将部分岩层省略，而代之以均布载荷作用在模型上部边界的作法所存在的问题及应遵循的原则进行了研究。结果表明，当简化为均布载荷的岩层中包含关键层时，将引起岩层载荷分布特征的改变，从而导致岩层破断距模拟结果的失真；只有主关键层上部的岩层可以简化为均布载荷，包含关键层时不能简化为均布载荷，其等值载荷与被省略岩体中关键层的位置及其破断特征有关。  

采场直接顶的结构力学特性及其刚度

分析了采场四边形体直接顶的结构力学特性，给出了直接顶刚度的计算方法．按刚度把直接顶分为似刚性、似零刚度和中间型刚度三类，给出了确定不同直接顶刚度类型的方法，分析了不同直接顶刚度条件下的支架工作阻力和顶板下沉量的关系．