長壁開采3G N00工法是何滿潮院士在110工法與1G N00、2G N00工法的基礎(chǔ)上，于2019年提出的一個全新的建井設(shè)計概念，其大幅度簡化礦井系統(tǒng)，取消大巷、井下變電所、井底車場工程，減少了建井周期，改變了基建礦井投產(chǎn)慢、見效晚的窘境，實現(xiàn)了全礦井范圍無煤柱開采、無巷道掘進(jìn)，使井田范圍內(nèi)煤炭資源的采出率從不足一半直接提高至理論意義上的全部采出，是長壁開采歷史上的一次突破性革命。本書詳細(xì)闡述了長壁開采3G N00工法的理論基礎(chǔ)、開采設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)、配套裝備系統(tǒng)、覆巖結(jié)構(gòu)特征、空區(qū)矸石體穩(wěn)態(tài)支撐效應(yīng)、科學(xué)實踐及研究趨勢。長壁開采3G N00工法從前期理論研究到后來的工程應(yīng)用，處處體現(xiàn)了礦產(chǎn)科學(xué)開采中“借力打力”的中國智慧，歷史性地化解了長壁開采百余年以來的“采”與“掘”之間的矛盾關(guān)系，勠力同心推動礦山企業(yè)不斷取得新成就。
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2012年獲比利時MONS大學(xué)名譽(yù)博士；
1989年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)（北京）力學(xué)系，獲博士學(xué)位;
1981年畢業(yè)于長春地質(zhì)學(xué)院工程地質(zhì)專業(yè)，1985年在該校獲碩士學(xué)位。2008年03月至今，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室，主任、中國科學(xué)院院士、教授。
2004年3月至2012年5月，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）力學(xué)與建筑工程學(xué)院，院長、書記。
1993年3月至2004年2月，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）巖土工程研究所，所長、教授；
1991年11月1993年2月，中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部巖土工程研究所，所長、副教授；
1989年9月至1991年10月中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部礦業(yè)工程博士后流動站，博士后；
1985年5月至1986年9月，長春地質(zhì)學(xué)院水文地質(zhì)與工程系，講師；礦山力學(xué)國際巖爆專委會主席、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會理事長、中國礦業(yè)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、中國礦業(yè)知識產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟理事長，曾任國際巖石力學(xué)學(xué)會副主席、教育基金會主席
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位 1
1.2 安全事故頻發(fā)嚴(yán)重制約煤炭生產(chǎn) 3
1.3 無煤柱開采技術(shù)的發(fā)展歷程 4
1.4 3G N00工法逐漸成為煤炭科技發(fā)展的熱點 7
第2章 3G N00工法的理論基礎(chǔ) 11
2.1 采礦損傷不變量方程 11
2.2 采動覆巖損傷補(bǔ)償理論 12
2.3 工作面末采卸壓理論 18
第3章 3G N00工法開采設(shè)計 21
3.1 礦井設(shè)計思路 21
3.2 井田開拓設(shè)計 23
3.2.1 開拓方式及布置設(shè)計 23
3.2.2 井筒設(shè)計 23
3.2.3 井底車場及硐室 25
3.3 主要生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計 25
3.3.1 運輸系統(tǒng)設(shè)計 25
3.3.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 30
3.3.3 供電系統(tǒng)設(shè)計 34
3.3.4 給水排水系統(tǒng)設(shè)計 42
3.3.5 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu) 46
3.4 礦井災(zāi)害防治措施設(shè)計 52
3.4.1 瓦斯災(zāi)害防治措施 52
3.4.2 火災(zāi)防治措施 53
3.4.3 粉塵災(zāi)害防治措施 57
3.4.4 水害防治措施 61
3.4.5 礦山救護(hù) 63
3.4.6 井下安全避險措施 63
第4章 3G N00工法關(guān)鍵技術(shù) 65
4.1 設(shè)計思路與關(guān)鍵創(chuàng)新 65
4.2 礦井生產(chǎn)技術(shù)工藝體系 65
4.3 工作面配套關(guān)鍵技術(shù) 66
4.3.1 端頭采挖成巷技術(shù) 66
4.3.2 定向切縫技術(shù) 69
4.3.3 NPR支護(hù)技術(shù) 78
4.3.4 散體幫擋矸支護(hù)技術(shù) 80
第5章 3G N00工法工作面裝備系統(tǒng) 89
5.1 工作面裝備系統(tǒng)總體布局設(shè)計 89
5.2 端頭成巷裝備系統(tǒng) 89
5.2.1 采煤機(jī)割雙巷裝備 89
5.2.2 鉤機(jī)開挖端頭成巷裝備 91
5.2.3 采錨切一體化裝備 92
5.3 巷道支護(hù)裝備系統(tǒng) 95
5.3.1 輕型門式護(hù)巷支架 95
5.3.2 門式護(hù)巷支架搬運車 96
5.3.3 NPR支護(hù)裝備及材料 97
5.3.4 頂板定向切縫裝備及材料 100
5.3.5 擋矸支護(hù)材料 104
第6章 3G N00工法采場覆巖結(jié)構(gòu)特征分析 106
6.1 采場覆巖結(jié)構(gòu)顆粒流數(shù)值模擬方案 106
6.2 采場覆巖結(jié)構(gòu)特征模擬結(jié)果 109
6.2.1 覆巖結(jié)構(gòu)力鏈演化特征 109
6.2.2 覆巖結(jié)構(gòu)裂隙演化特征 113
6.2.3 覆巖結(jié)構(gòu)位移演化特征 120
6.3 采場覆巖損傷對比系數(shù)研究 124
6.4 開采覆巖承載結(jié)構(gòu)特征分析 127
6.4.1 開采覆巖承載結(jié)構(gòu)劃分 127
6.4.2 關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)區(qū)域結(jié)構(gòu)劃分 130
6.5 開采覆巖承載結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析 132
6.5.1 關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析 132
6.5.2 關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)區(qū)域穩(wěn)定判據(jù) 134
第7章 覆巖結(jié)構(gòu)下空區(qū)矸石體穩(wěn)態(tài)支撐效應(yīng) 138
7.1 空區(qū)矸石體碎脹特征分析 138
7.1.1 矸石碎脹特征實驗方案設(shè)計 138
7.1.2 矸石碎脹特征實驗結(jié)果 142
7.2 空區(qū)矸石體壓實特征分析 146
7.2.1 矸石壓實特征實驗方案設(shè)計 146
7.2.2 矸石壓實特征實驗結(jié)果 146
7.3 空區(qū)矸石體穩(wěn)態(tài)支撐效應(yīng)現(xiàn)場監(jiān)測 149
7.3.1 空區(qū)矸石體穩(wěn)態(tài)支撐效應(yīng)監(jiān)測方案設(shè)計 149
7.3.2 矸石碎脹與壓實特征監(jiān)測方案結(jié)果分析 151
第8章 3G N00工法科學(xué)實踐 154
8.1 工程概況 154
8.1.1 試驗礦井概況 154
8.1.2 試驗工作面概況 154
8.1.3 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計 156
8.2 應(yīng)用效果 156
8.2.1 現(xiàn)場試驗效果 156
8.2.2 工作面礦壓分布特征 157
8.2.3 巷內(nèi)門式護(hù)巷支架承載力演化特征 159
8.2.4 擋矸側(cè)空區(qū)矸石體穩(wěn)態(tài)支撐特征 159
8.3 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 160
8.3.1 經(jīng)濟(jì)效益 160
8.3.2 社會效益 161
第9章 N00工法研究趨勢 162
9.1 4G N00工法煤氣共采智能化設(shè)計 162
9.2 5G N00工法結(jié)合雙5G通信智能化系統(tǒng)設(shè)計 165
9.2.1 5G N00工法礦井設(shè)備智能化全要素感知系統(tǒng)設(shè)計 167
9.2.2 5G N00工法礦井智能化全連接系統(tǒng) 167
9.2.3 5G N00礦井裝備群全智能集控系統(tǒng) 168
參考文獻(xiàn) 170
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