厚夹矸顶煤放出率计算方法研究

针对含厚夹矸放顶煤开采的顶煤放出率难以计算的现状,本文以淮北朱仙庄煤矿Ⅱ863工作面为研究背景,采用散体介质流相似模拟试验以及顶煤放出率现场测定试验,研究了不同层位的顶煤回收率,并分析其运动规律,研究结果表明：相似模拟试验中顶煤平均放出率78%,现场试验顶煤平均放出率77.8%;不同层位顶煤放出率呈现“两头低中间高”的规律;该研究不仅实现了含厚夹矸顶煤放出率的计算,还为结构复杂的厚夹矸顶煤开采提供了科学依据。     

厚夹矸煤层综放开采岩层移动的相似模拟

针对综放开采技术在结构复杂煤层中应用效果不理想的情况,通过相似模拟实验研究结构复杂厚煤层综放开采时厚夹矸层、顶煤及顶板岩层的移动特征。结果表明：含厚夹矸层厚煤层顶煤冒放性较差,其位移显著增加的位置更接近于煤壁;顶煤破碎受夹矸层厚度的影响较大,夹矸层达到一定厚度,顶煤放出效果不理想,直至不能放出。开采模拟观测和实测数据分析结论基本一致。该研究为扩大放顶煤安全高效开采范围提供了参考。     

含夹矸厚煤层综放开采顶煤运移规律数值模拟

根据鹤岗富力矿含中位厚夹矸煤层地质条件及煤的赋存状况,应用RFPA2D数值模拟软件分别对-450南18-2工作面含0.5、1.0、1.5 m厚夹矸开采煤体的运移情况进行数值模拟。结果表明,采动过程中,上部顶煤垂直方向的位移量均大于下部,而下部顶煤始动点距工作面的距离均大于上部。夹矸层强度与煤层强度既定情况下,工作面顶煤的运移规律及破碎程度均与含夹矸层的厚度相关。含1.0 m厚夹矸顶煤总位移量大于含0.5、1.5 m厚夹矸顶煤总位移量;含1.0 m厚夹矸顶煤比含0.5、1.5 m厚夹矸顶煤破碎充分。该研究为含夹矸条件下厚煤层综放开采冒放工艺的确定提供了依据。     

振动对破碎煤体流动性的影响

振动放顶煤技术是目前极有发展前景的一项采煤技术,它能有效解决现行放顶煤开采中存在的顶煤成拱、含矸率高和回采率低的问题。其原理是利用振动的作用改变放顶煤支架上方破碎顶煤的流动性,从而使顶煤顺利放出,并且降低含矸率。本文就振动改变散体流动性的原理展开论述。     

基于PFC2D的综放开采顶煤冒放规律数值模拟

为了更加形象地研究顶煤冒放形态特征、宏观地把破碎的散体看作非理想状态下随机流动的松散介质.以某矿1302N大采高综放工作面为工程背景，利用离散元散体颗粒流软件PFC2D建立放顶煤二维横剖面模型，主要研究顶煤位移、煤矸动场变化、放出体衍化以及超前支承压力分布等现象.研究对比得出：顶煤流动规律方面，走向上放煤步距增大，顶煤的始动点边界线前移，顶煤运移范围增大；倾向上间隔放煤的煤损主要集中于同一轮放煤支架间的漏斗煤损.煤矸流场规律方面，采高增大煤矸分界线逐渐变陡；放煤步距增大，煤矸分界线始终保持双线形态前移.矿压显现规律方面，顶煤的硬度增大，顶煤分区中范围逐渐缩小，即超前支承压力峰值区向煤壁靠拢；采放比增大，超前支承压力峰值区远离煤壁，综放开采顶煤破碎后的流动特点和运移路径的数值模拟研究，有利于掌握散体顶煤的放出规律，据此对放煤工艺参数进行针对性的优化设计，对提高煤炭资源采出率具有重要意义.     

袁店一井煤矿81、82近距离煤层合并综放工艺技术研究

针对袁店一井煤矿主采81、82煤层松软且层间距小、两层煤之间有厚层夹矸的特点,运用理论分析、数值模拟、现场实践等研究方法,对含厚层夹矸煤层顶煤破碎机理、综放面生产工艺参数优化等进行系统研究,为822工作面采用81、82两层煤合并综放开采提供了理论基础,确定了822工作面合理的回采工艺参数,同时研究分析了合并综放开采近距离煤层时两巷围岩变化规律。     

东圪堵煤矿6-2号煤层放顶煤开采可行性分析

分析了东圪堵煤矿6-2号煤层埋深、煤层裂隙、煤层夹矸情况、顶板情况、采放高度比等情况,指出6-2号煤层的顶煤冒放性一般,通过数值模拟,得出顶煤有明显的滞后垮落现象,顶煤回收率较低,因此东圪堵煤矿6-2号煤层不宜采用综采放顶煤开采的结论。     

浅埋深特厚煤层顶煤冒放性影响因素分析

本文根据平朔公司井工一矿4#煤层地质赋存条件,分析了开采深度、煤层强度、夹矸厚度以及节理裂隙对4106综放工作面顶煤冒放性的影响,并运用模糊数学综合评价的方法分析了井工一矿4#煤层的顶煤冒放性,结果表明其综合指标值Y为0.7469,冒放性为Ⅲ类,属于冒放性中等的程度,其顶煤放出率一般为50~64%。     

基于三维节理网络模拟的顶煤块度预测研究

顶煤块度是放顶煤开采的关键,以往的块度预测方法主要是考虑节理裂隙影响的原始块度预测;而顶煤块度还与地应力及煤体的力学性质有关。以放顶煤开采的顶煤为研究对象,通过构建三维节理网络系统,对顶煤的原始块度、破断块度及放出块度的预测方法进行研究。统计分析原始构造面的空间分布状态和构造面几何参数的概率分布规律;通过Monte Carlo及破断块度修正系数模拟考虑地应力及煤体力学性质影响的三维节理网络系统;研究三维模型快速切割算法建立节理面切割的顶煤破断块度预测模型。通过提出的顶煤块度预测方法,为坚硬煤体放顶煤开采的放煤工艺过程研究提供理论和技术基础。     

较薄厚煤层综放开采的技术实现

针对当前我国较薄厚煤层综放开采中存在的含矸率高、端面易冒落等问题,采用选择适当的支架、合理的放煤工艺、提高正规循环率、防止架间漏顶煤、尽可能的减少端面暴露的无支护空间和及时进行端面支护等具体的技术措施,在较薄中厚煤层中实现了高产高效的放顶煤开采。     

含气顶煤冒落影响因素主次性灰色关联研究

以巷道放项煤采煤法的特征及含气煤层层裂理论为基础提出了9个影响项煤冒落的因素;用工效表征顶煤冒落性,借助灰色理论中的关联分析方法,研究了各种因素对顶煤冒落性的影响程度;结论表明因素的重要程度依次为瓦斯含量、采深、煤层厚度、直接项、倾角、坚固性系数、老项、底板、夹矸系数;坚固性系数的影响受气体场作用而减小;这些结论为进一步研究巷道放顶煤采煤法顶煤冒落判据以及对策奠定了理论基础.表3,参9.     

综放开采松散顶煤落放规律的离散元模拟研究

运用离散单元法对综放开采单放煤口放煤和支架推进过程中顶煤放出的全过程进行了模拟。根据模拟结果,对放出体的形态,接触力,速度场,顶煤厚度,移架步距对纯煤回收率的影响等问题进行了分析,指出运用传统的放煤椭球体理论计算低放煤,顶煤厚度较薄的综放开采问题是有缺陷的,提出顶煤落放过程的概念。     

放顶煤采场前支承压力分布特征

运用理论分析、相似模型实验和现场实测,系统研究了放顶煤采场前支承压力的分布规律及其主要影响因素,得出支承压力表达式（3）、（7）是可信的,塑性区宽有利于顶煤压裂,峰值低影响硬煤冒放,放顶煤一次采厚是有限的。     

综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究

根据综放采场顶煤冒放形式和顶板移动结构,提出5种煤岩复合结构,研究了其形成条件,并建立了相应的力学模型:拱—拱组合模型、拱—砌体梁组合模型、拱—传递岩梁组合模型、台阶悬臂—砌体梁组合力学模型、台阶悬臂—悬臂梁组合力学模型,并由此推导其控制方程,计算支架载荷;针对不同顶板、煤层条件,运用相应力学模型分析支架—围岩关系,计算综放工作面支架载荷,确定综放采场支架合理工作阻力,从而有效控制综放采场围岩;通过对10个不同条件综放工作面支架载荷的计算与实测比较,计算值的安全系数为1.06,表明根据综放采场围岩组合结构力学模型计算支架载荷比简化的岩重计算更为合理,从而为综放采场围岩控制提供了理论基础。通过一个工程实例详细阐述了根据综放采场煤岩结构为学模型计算支架载荷的方法。图5,表2,参10。     

兴泰煤矿二1煤层坚硬顶煤预裂爆破技术

 急倾斜坚硬厚煤层的开采方法是采矿技术所面临的难题之一。由于急倾斜坚硬厚煤层矿山压力显现不清楚,煤层顶板管理复杂,顶板事故多,回采率低等诸多因素的存在,使得矿井生产能力的提升及经济效益的提高受到束缚。兴泰煤矿二₁煤层具有煤质坚硬、倾角大、瓦斯高、煤层厚等显著特点。因此,提高坚硬顶煤的冒放性是兴泰煤矿放顶煤开采所面临的主要技术难题。本文在对坚硬顶煤破碎特点分析的基础上,结合兴泰煤矿二₁煤层工程地质条件,提出了提高二₁煤层坚硬顶煤冒放性的主要技术措施及三种预裂爆破方案。通过现场试验,成功的解决了二₁煤层坚硬顶煤难以放出的问题,取得了预期的效果。实现了急倾斜坚硬厚煤层放顶煤开采技术的突破,对中国急倾斜坚硬厚煤层的开采具有指导意义。     

急倾斜煤层巷道放顶煤放煤巷道合理定位分析

根据工 业性试 验的矿压 观测结果 ,应用弹 性理论 分析了 急倾 斜煤 层巷 道放 顶煤 法顶 板压力的分 布规律 ,据此对放 煤巷道 进行合理 定位图 ４ ,表 １ ,参 ３     

综放回采巷道护巷煤柱合理宽度分析

针对较薄厚煤层综放开采留煤柱护巷回采巷道围岩大变形、难支护的特点,基于弹塑性极限平衡理论分析得出的煤柱合理宽度计算式,以谢桥矿1151(3)综放面回采巷道为研究对象,定性定量分析护巷煤柱宽度合理留设的影响因素及相互间的力学关系.结果表明,提高支护阻力、优化支护参数、加大采空侧对煤柱的侧向约束力是提高巷道围岩和煤柱整体承载能力、保证巷道整体稳定性的有效途径.研究成果为类似条件综放开采留煤柱护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据.     

综放沿空煤巷不同支护方式围岩变形演化规律的数值模拟

针对综放开采沿空掘巷围岩控制的问题,采用数值模拟方法,以山西兰花集团公司大阳煤矿3203综放回风顺槽为研究对象,利用FLAC3D计算程序系统模拟了留设5m煤柱护巷时回采巷道围岩和小煤柱应力演化过程,对无支护、有支护情况下的巷道顶、底板及两帮的应力分布特征,巷道围岩位移特征和沿空煤巷围岩破坏区演化规律进行了对比分析.结果表明,锚杆(索)支护形式能有效控制围岩变形破坏,并且施加锚杆(索)支护后围岩松动范围能有效控制在锚杆(索)锚固范围之内,为保证综放沿空煤巷的稳定提供了理论与技术依据.     

我国厚煤层开采技术现状及需要解决的关键问题

详细介绍了我国厚煤层开采技术现状与发展历程,以及我国在放顶煤开采和大采高开采方面所取得的突出成绩。指出对于厚煤层开采要根据煤层条件和技术条件等采用合适的开采方法。随着开采煤层厚度和开采强度的增加,目前也遇到了提高煤炭资源回收率、支架合理选型、瓦斯运移规律与防治技术等新的课题,迫切需要解决。