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。     

放顶煤工作面放出体参数初探

本文根据放顶煤工作面实际观测,把已破碎待放出的顶煤块体抽象为理想松散介质,在模型上研究了顶煤破断面对顶煤放出体形态及顶煤放出量的影响。     

合理放顶煤步距的确定

本文根据机械化放顶煤工作面特点,对顶煤放出规律进行了研究,在此基础上利用计算机模拟提出了顶煤放出的最佳放出步距。     

深部基点法在炮放工作面顶板与顶煤移动规律观测中的应用

深部基点法是一种研究采场覆岩移动规律的有效手段,现以跃进煤矿33041炮采放顶煤工作面为研究背景,分析了深部基点法在研究采场顶板与顶煤移动规律中的应用情况,对于提高采场顶煤放出率及矿井回采率具有一定的理论指导意义。     

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.     

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。     

水平分段巷道放顶煤采煤法研究

论述了急倾斜中厚－厚煤层水平分段巷道放顶煤采煤方法，分析了工作面生产能力和促使顶煤冒落放出的措施。工业性试验表明，这是拓宽放顶煤采煤法在急倾斜煤层应用的有效途径。     

综采放顶煤的离散元模拟研究

用改进的离散元法对大雁矿务局二矿综采放顶煤工作面顶煤活动规律进行模拟研究,分析支架围岩作用关系,找到顶煤丢失原因。     

放顶煤工作面顶煤介质状态分析

本文根据现场实测、相似模拟实验和有限元计算结果,对放顶煤工作面推进过程中,顶煤移动变形规律和介质状态转化机制进行了综合分析研究;论述了顶煤介质状态转化对工作面支架的作用,不同强度顶煤在工作面控顶区上方的性态分布和放顶煤线处的垮落特点;提出了适应顶煤介质状态转变的支架结构形式及力学特性,不同顶煤条件下的放顶煤方案。     

急倾斜煤层巷道放顶煤探索与应用

牛马司铁箕山矿急倾斜煤层巷道放顶煤采煤法经过历时十年的现场试验、改进、推广和理论研究,已形成了一套从顶煤的破碎和放出、采场围岩控制、瓦斯防治以及各项工艺参数确定方法的较为完整的技术和理论体系。     

急倾斜中厚-厚煤层巷道放顶煤采煤法

针对急倾斜中厚－厚煤层的力学特性，提出“巷道”放顶煤工艺，在梅田六矿工业性试验成功，取得了单产、工效、回采率高；掘进率、含矸率、材料消耗、劳动强度、生产成本低；实现了全风压通风、安全条件好的效果。为急倾斜中厚－厚煤层的开采找到了一条切实有效的途径     

深部厚矿床崩落开采法的新发展

针对深厚矿床崩落开采法的问题,通过回顾深部矿床崩落开采法的新技术,提出改进的端部放矿分段崩落采矿法,在矿井能够从跨落的岩石下回收所有的矿石,具有最好的矿石回收参数,高开采强度,较有利的安全的工作条件.当开低、中品位的矿石时,采用控制顶板跨落的连续房式开采方法在经济和技术参数方面要好于基本的硬化充填法,并且在深矿床的复杂的地质力学条件下,能够保证采矿工作安全.     

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.     

非壁式放顶煤工艺新研究

非壁式放顶煤工艺研究在梅田矿务局六矿试验成功，取得了“三高五低一好”的效果，即单产、工效、回收率高；掘进率、含矸率、材料消耗、劳动强度、生产成本低；实现全风压通风，安全条件好。为急倾斜中厚—厚煤层的开采找到了一条切实有效的途径，拓宽了放顶煤采煤法在急倾斜中厚—厚煤层的应用。     

无底柱分段崩落法多端壁倾角下崩矿步距优化

分析了崩矿步距优化的原则,确定以"回贫差最大"作为最优指标判据,以端部放矿实验为手段来测绘该结构参数下的放出体形态,利用实验获得的形态参数,计算崩矿步距的最优范围,辅助"相似矿山类比法和经验法",最终确定崩矿步距的最优范围为3.6~4.8 m.此外,考虑端壁前倾对降低贫化率和废石混入率具有较好的效果,参照国外生产矿山实际应用,以1∶50相似比开展了端壁倾角为80°,85°,90°条件下最优步距范围内3.6,4.0,4.4,4.8 m的放矿步距相似实验.实验结果表明,步距4.4 m,倾角90°方案对应的参数为梅山铁矿18 m×20 m条件下最佳结构参数.     

阶段自然崩落法的几个岩体力学问题

本文论述了阶段自然崩落法的几个岩体力学问题。为了减小在岩体同一地点获得的RQD值的差异,建议采用一个新的指标NRQD,这是在垂直于主要一组不连续面的方向上进行的统计。如果只是在水平面上调查岩体的不连续面,统计数据可能会失真,建议进行空间调查。提出了一个新的假设——在崩落与放矿过程中,矿石和岩石不仅具有从体积上由大变小的趋势,而且具有从形状上由不均匀向均匀过渡的趋势。     

无底柱分段崩落法开采顶板围岩崩落机理

以武钢程潮铁矿西区开采为工程背景,采用现场钻孔监测与相似材料模型实验相结合的方法,对无底柱分段崩落法开采过程中顶板围岩的变形和崩落规律进行了系统研究.首先,结合矿体赋存条件、地层结构和开采进程,设计两个钻孔实时监测顶板围岩的崩落规律.其次,以模型相似理论为基础,确定了所要研究模型的剖面和几何尺寸,设计制作模型,采用百分表、压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力、应变和破坏特征,并对百分表数据、应力盒数据、围岩位移和围岩破坏裂纹进行系统分析.研究成果初步揭示了金属矿山无底柱分段崩落法开采过程中,顶板围岩崩落机理和地表沉陷的基本规律.     

煤矿掘进冒顶事故分析

在煤矿掘进顶板事故中,掘进工作面冒顶事故在顶板事故中占有较大的比重,因此,分析煤矿掘进工作面冒顶事故的原因及防治措施对煤矿的安全生产有着重要的意义。本文对煤矿掘进工作面常见冒顶事故的原因进行分析,并指出相应的措施。     

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.     

长青煤矿6#煤层顶煤冒放性数值模拟

为研究煤矿顶煤冒放性,基于长青煤矿6#煤层煤岩物理力学参数,利用通用离散元程序（UDEC）建立工作面走向数值计算模型,分析工作面推进距离对顶煤冒放高度的影响。结果表明：随着工作面的推进,顶煤屈服破碎高度增加,破碎、垮落范围增大。当工作面推进20 m时顶煤破坏范围和破坏形状趋于稳定,屈服破坏高度达到峰值9 m。由此,煤层冒放性较好,可以采用一次采全高综采放顶煤开采方法。该研究为长青煤矿6#煤层放顶煤开采生产提供了理论依据。