含厚夹矸煤层的综放开采

以现场实测资料为基础，采用实验研究和理论研究相结合的方式对开滦范各庄矿含厚夹矸煤层的放顶煤开采进行了研究分析。主要以实验室相似模拟实验为主，对含夹矸复杂结构厚煤层中的2429S综放工作面含夹矸顶煤的冒放性、放煤工艺及放出规律、夹矸层极限厚度的确定等问题进行了论述，并指出了含夹矸顶煤的活动规律和放顶煤开采的技术措施。     

大倾角厚煤层综放开采颗粒元分析

应用PFC2D计算程序,对某矿水平与倾斜联合布置的折线型综采面,分析了散体顶煤和破碎直接顶的落放过程及落放形态,揭示了不同放煤步距连续推进模式下的煤损动态特征,并对不同放煤顺序的顶煤回收率及支架受力工况进行了优化分析. 研究表明:折线型综采面采用自上而下的回采顺序,顶煤回收率高,支架受力均匀;低位单口放煤时,放出体形态向采空区侧偏转;在支架连续推进过程中,煤损形态节律性变化;大倾角厚煤层综放开采,采用中档放煤步距的经济技术效果较好.     

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。     

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。     

综放开采覆岩破坏及顶煤冒落的相似模拟研究

介绍了模拟综放开采覆岩及顶煤的移动规律。正常放煤过程．顶煤呈现煤壁内受压裂．支架上方破碎．支架放煤口上方成散体的规律．这一规律随工作面推进．顺的序周而复始的进行。支架承受的是上方煤体和折断部分直接顶的载荷。     

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。     

开元煤矿综放面矿压规律研究

通过实测方法对开元煤矿9404综放面矿压规律进行了研究,结果表明：工作面初次来压步距为25．7m,周期来压步距平均11．8m,初次来压的动栽系数为1．43～1．65,老顶属于来压明显的Ⅱ级顶板;超前支承压力影响范围超前工作面29m～35m,超前支承压力峰值位置超前工作面煤壁8m～13m。上述研究成果为开元煤矿综放面矿压控制和瓦斯抽采方案优化提供了依据。     

厚煤层放顶煤长壁工作面矿压研究

本文在分别采用长顶梁及短顶梁两种掩护支架的两个工作面开采试验的基础上对厚约6m的长壁放顶煤回采时上覆岩层及顶煤活动规律,支架受载及合理架型作出分析,认为放顶煤工作面支架截荷并不高于类似条件下小采高的分层工作面。长顶梁支架适用于顶煤较硬的条件,若采用超前工作面平行煤壁深孔注水可降低煤体强度,增加顶煤放出率。试验中观测到上覆竖硬岩层超前工作面断裂迫使顶煤于工作面前8m处就开始产生斜向断裂裂缝,并逐渐扩展,加密而降低其刚度。因此,放顶煤工作面支架实际处于工作面前方煤体及后方岩石支承的上覆台阶错动的平衡岩石块梁结构的掩护下,其截荷主要为顶煤及下覆破碎直接顶的重量。图7,表5,参3.     

急倾斜综放破碎顶煤流动规律数值模拟

急倾斜特厚煤层综放工作面长度较短,提高水平分段高度可增产增效,但存在顶煤放出率低的问题。有必要采取措施弱化高阶段顶煤,研究弱化后煤体流动规律。苇湖梁煤矿急倾斜煤层高阶段顶煤超前注水-预裂爆破致裂弱化后,破碎顶煤具有散体介质特征。基于现场地质环境与开采条件分析,将弱化后顶煤视为非连续介质,应用颗粒流计算程序PFC(Particle Flow Code),对比分析了急斜煤层高阶段顶煤弱化前后随时间演化规律,为安全开采提供了理论依据。     

浅埋大采高工作面超前支承压力峰值演化规律

采场支承压力分布规律与峰值位置,对采场巷道超前支护和来压监测预报等都具有重要价值。以张家峁煤矿浅埋薄基岩大采高22201工作面为背景,基于现场实测,采用UDEC数值计算、物理相似模拟、理论分析相结合的方法,对浅埋大采高工作面超前支承压力峰值演化规律进行了研究。结果表明:在埋深95 m,采高3～7 m条件下,工作面超前支承压力峰值随采高的增大而减小,峰值位置向煤壁深处转移。初采阶段,随着采高增大支承压力峰值下降了5%,峰值距煤壁距离增大了92%,但与采高之比下降18%。充分采动后,随采高增大支承压力峰值下降了14%,峰值位置距煤壁距离上升14%,支承压力峰值和峰值距煤壁距离都大于初采阶段。通过工作面煤岩体极限平衡理论分析,给出了支承压力峰值位置计算公式,超前支承压力峰值位置与采高呈近似线性关系,理论计算与实验和实测吻合。     

亭南煤矿101综放面瓦斯运移及顶煤活动特征

含瓦斯煤层开采使工作面煤壁前方煤体及顶煤乃至顶板的原生结构遭到破坏,顶煤从煤壁前方始动点开始运移至放煤口经历了复杂的过程,煤岩体中的孔隙率也随之发生变化,致使煤岩体中瓦斯的赋存状态和运移形态亦相应发生变化,分析其变形特征可更好的认识放煤规律及煤体瓦斯运移特性。本文根据亭南煤矿101综放面的矿压观测和瓦斯监测结果,得出了综放面围岩移动影响下的采场瓦斯涌出特征,为有效地指导含瓦斯特厚煤层的综放开采,防治瓦斯事故以及合理抽取利用瓦斯资源提供了理论依据和技术支持。     

放顶煤开采技术在同煤集团的应用与推广

放顶煤开采法是一种高产、高效、低成本的新型煤层采煤技术,即在厚煤层的下部布置工作面,正常采出煤炭,同时随着工作面推进,在支承压力作用下,使工作面上部煤体压裂、破碎,并在支架尾部冒落、放出,通过安装在工作面后部的运输机运出放落的顶煤。     

晋城矿区综采放顶煤工作面顶煤冒放性分析

根据晋城煤业集团综采放顶煤开采实际情况,从影响顶煤冒放性的煤体裂隙、开采工艺和支架与围岩关系3个方面进行分析,对综放工作面的布置、采放比、放煤步距、支架架型与工作阻力提出了建议.     

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。     

含瓦斯特厚软煤层顶煤运移特征观测

通过对靖远魏家地矿１１０综放面顶煤运移特征的深基点观测得知,富含瓦斯特厚软煤层顶煤变形从综放面前方７０ｍ始,上位顶煤在４０ｍ处位移增大;３０～２０ｍ处顶煤移动加速,中位顶煤水平位移是垂直位移的２．１倍;顶煤运移可概括为初期压缩、强烈压缩、破碎离散和散体流动放出４个过程;顶煤的变形和运移对瓦斯涌出量有明显影响     

大倾角厚煤层综放开采顶煤移动规律与破坏机理的离散元分析

应用UDEC2D计算程序,对某煤矿大倾角厚煤层综采放顶煤的空间效应及其放煤机理进行了数值模拟,揭示了在综放开采过程中采场覆岩与项煤的移动规律及相应的应力场、破坏场的变化特征,并对控顶区顶煤的变形破坏特征及直接顶的离层跨落步距进行了分析.     

支架压力和位态模糊识别的综放放煤模式

为解决综放开采放煤自动化的瓶颈问题,探讨了综放开采自动化放煤面临的难点和关键,分析了综放开采放煤过程中特殊的支架压力和位态变化规律,认为顶煤的放出会导致支架压力和位态发生相应规律性的变化,建立了放煤过程支架压力和位态变化理论模型,提出了基于支架压力和位态变化模糊识别的综放自动化放煤模式,通过学习并记忆放煤过程中液压支架立柱压力和位态的变化特征,预测支架上方待放顶煤体的垮落和放出状况,并将实际的顶煤放出量和放煤时间进行拟合,通过预测放煤时间和实际放煤时间差异可以间接得到顶煤放出率,利用基于神经网络方法对芦子沟矿综放面进行了现场实测和分析,验证了其合理性与科学性.     

错层位巷道布置夹矸对顶煤冒放性研究

为解决厚煤层错层位巷道布置下夹矸对顶煤冒放性的影响问题,采用理论推导和数值模拟的方法,研究在错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏程度的影响以及夹矸对顶煤冒放性的影响导致顶煤冒放的难易程度.结果表明:厚煤层错层位巷道布置取消了区段保护煤柱,首采工作面和接续工作工作面连接成整体.随着接续工作面的不断增加导致发挥作用的关键层位置提高,使工作面支承压力增大,同时使夹矸的承载增大.与传统巷道布置相比,错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏剧烈,夹矸破坏充分,顶煤冒放性较易,进一步推出错层位巷道布置下煤层中夹矸的断裂步距缩小,煤层中夹矸的临界厚度增大.     

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。     

急斜厚煤层综放面应力分布与演化规律

急斜厚煤层综放面支承压力分布范围确定是安全开采主要指标之一。以碱沟矿顶煤超前预裂为背景,基于开采技术条件与危险源辨识,建立了三维有限差分数值(FLAC3D)模型,分析并揭示了弱化前后2巷中不同位置沿走向超前支承压力分布规律。超前预裂顶煤前后,进-回风巷自底板起1.6m处压力均大于3.2m处,顶煤爆破预裂前两巷超前支承压力值较预裂后大,进-回风巷支承压力变化趋势迥异。现场监测表明:支承压力在0～10.0m内变化剧烈,10.0～50.0m范围内煤体支承压力保持平稳,为安全开采提供了定量依据。