近距离煤层顶层预采综采放顶煤试验

根据改造型支架低位放顶煤特点,提出了现场生产合理放煤方式选择的原则,在综放工作面进行一刀一放,、二刀一放、三刀一放和三刀二放,以及不同艺放煤试验的基础上,确定了放煤步距为1．2m的双轮间隙放煤方式,这是近距离煤层预采顶层后,下层煤综放开采时最佳放煤方式,并在义马煤业集团常村煤矿进行了推广应用。     

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。     

高庄煤矿煤层特征对综采放顶煤工艺的控制作用

分析了高庄煤矿下石盒子组3#煤层特征以及对综采放顶煤工艺的控制作用,阐述了＂三软＂谋层所导致的特殊放煤方式和放煤效果。     

基于离散元方法及矿压显现监测的顶煤冒放效果评价

顶煤冒放性是决定综放工作面放煤成败的重要因素。根据高家堡煤矿101综放工作面的地质条件,借助离散元的二维颗粒流程序(PFC2D软件)对不同的放煤步距进行数值模拟。结果表明,其最佳的开采形式为"一采一放",即合理的放煤步距为0.8 m。由工作面回采期间液压支架工作阻力实测结果可以推断,在"一采一放"开采条件下,采场是在大厚度坚硬细粒砂岩垮落后形成的半拱状的"岩-矸"结构掩护下推进,没有出现基本顶周期性运动形成的周期来压现象。顶板运动总体较为稳定,保证了井下的生产安全,这为其他矿区类似条件下的开采提供了宝贵经验。     

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.     

火石咀煤矿综放工作面提高回采率技术

由于综采放顶煤特点,煤炭资源损失量较大.通过分析火石咀煤矿综放工作面的资源损失构成,得出:该矿综放面的煤炭损失主要集中在放煤损失、区段煤柱损失、端头损失、初末采损失.并从小煤柱开采、回收采空区浮煤、提高管理水平、改善放煤工艺等方面对综放开采工作面回采率提高技术进行分析研究.     

5M左右厚煤层综放开采回采工艺

为确定合理的综采工艺参数,提高综采工艺的回采率,试验研究了不同的顶底板岩性、放煤步距等条件下的工作面的回采率.结果表明:综放回采率与回采工作面的设备配置、放煤工艺、支架强度等密切相关,论文确定了合理的回采工艺,对中厚煤层综放工作面工艺参数确定有借鉴意义.     

综放采场采放工序分析与合理年产量确定

在对综放采场放煤、割煤、移架工序进行详细分析的基础上,结合煤层条件与设备参数提出了工作面合理年产量的确定方法,并将设计结果与兴隆庄煤矿5318综放面实际产量进行了对比分析。     

塔山矿特厚煤层放顶煤开采顶煤运移规律及其开采工艺的研究

为在塔山矿石炭二叠纪3～5#层超厚煤层条件下的实施综放开采技术,对受火成岩穿插形成的"上软下硬"型超厚顶煤顶板的破断、运移规律进行了现场观测和分析研究。通过理论分析,建立了顶板断裂的力学模型。利用深基点观测方法,在塔山矿8104综放工作面设置矿压观测站,对工作面顶煤顶板的不同层位进行深基点观测,获得了顶煤顶板随工作面推进垮落和运移情况的数据,分析总结了该工作面顶煤顶板的活动运移规律。结果表明:塔山矿综采工作面采用"一刀一放"循环作业,两组顺序放煤的放顶煤工艺可以使工作面回收率达到85%左右,完全可以满足生产实践要求。     

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.     

深部综采面侧向支承压力监测研究

为了获得回采期间厚煤层综放工作面侧向支承压力分布情况,基于回采工作面矿山压力理论,通过在回采工作面轨道顺槽外侧煤体中布置钻孔应力计,对回采期间及顶板垮落后巷帮受力进行监测,进而摸清工作面侧向支承压力的分布规律,为工作面区段煤柱留设提供依据。     

改造型放顶煤支架工作面设备配套技术研究

将两柱掩护式铺网支架改造成双输送机低位插板式放顶煤支架，与配套综采设备进行综采放顶煤开采工业性试验，研究试验时设备设备配套中存在的主要问题，工作面后部刮板输送机前部堆积大量浮煤的原因，是支架前梁间，尾梁间漏煤，以及后部刮板输送机运煤时溢煤共同作用的结果，其中后二者是堆煤的主要原因，最后提出了相应的改进措施，推动了综放开采在义马矿区易自燃煤层条件下的推广应用。     

综放全厚开采20 m特厚中硬煤层数值模拟研究

针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承压力峰值随工作面长度的增加而增大;顶煤破坏系数随工作面推进距离和工作面长度的增加而变化。考虑矿山压力对顶煤的压裂作用,20m特厚中硬煤层综放工作面的长度应大于300 m;建议综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的底层工作面应采用4.5 m的大采高;支架合力作用点位置和支架阻力对顶煤压裂和支护系统的稳定性起着十分重要的作用;给出了合理的开采工艺参数及其匹配。     

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。     

错层位综放开采采场覆岩结构及大“O”形圈特性分析

通过分析错层位开采采场覆岩结构特点得出,错层位开采采场覆岩结构按接续工作面开采前后可划分为开采前、开采时及开采后3个时期。开采前采场覆岩结构为＂O＂形,开采时为＂L＂形,开采后为大＂O＂形。在此基础上,进一步阐述了错层位开采大＂O＂形圈的形成原理及特性。通过相似模拟试验,验证了错层位开采相邻工作面之间的顶板垮落是一个连续的整体。研究表明,错层位开采能减少瓦斯抽采钻孔的布置数目并降低由于地表沉陷带来的危害。     

无底柱分段崩落法回收指标与结构参数关系

无底柱分段崩落法自上而下逐分段多分段回采，各分段矿石回收指标随着结构参数变化而有较大不同。通过不同进路间距、不同放矿步距下的多分段放矿实验，得到了各结构参数下的各分段回收指标，并用Matlab编程对分段回收指标与结构参数的关系进行了回归分析，得出了岩石混入率、纯矿石回收率、回收率与分段、放矿步距、进路间距之间的回归方程，阐明了不同分段结构参数对回收指标的影响。’     

放顶煤综采法放煤计算机仿真研究

本文依据顶煤的回采特点,针对目前放煤规律研究中存在的问题,提出了放煤计算机仿真方法.系统地阐述了仿真原理、仿真功能以及模块移动概率值确定方法,并对急倾斜煤层分段开采与缓倾斜煤层全厚一次开采两种类型的放煤情况进行仿真分析,前者展示了顶煤移动空间连续性对不同分段回采结果的影响,后者建立了预测顶煤回收指标的回归方程,并将预测结果与矿山生产实例进行了对比.     

无底柱分段崩落法矿石覆盖层回收实验

攀钢兰尖铁矿从露天转入地下后采用无底柱分段崩落法进行开采,并在顶部分段预留了40 m左右的矿石覆盖层以保证下部分段回采的安全.为了探究最佳的回收方式回收预留在采场的这部分矿石覆盖层,设计了无贫化、低贫化、截止品位以及按步距崩矿量100%的比例出矿方式,并进行回收模拟实验.通过对各方案放矿后的回收率、贫化率及放矿后矿岩界面的完整度比较分析得出,采用无贫化放矿方式带来的经济效益最佳并且放矿后矿岩界面相对完整,对下面分段继续回收纯矿石创造了条件,为类似矿山矿石覆盖层回收方案的选择提供参考.     

基于拉格朗日算法的综放采场矿压显现规律研究

着重分析了时间、工作面推进距离及上覆岩层压力对采空区冒落矸石物理力学特性的影响,运用数值模拟方法,系统研究了工作面长度对综放采场矿压显现和顶煤破碎的影响规律,为综放开采技术方案的确定提供了理论依据。     

杏山铁矿斜分条分段崩落法试验研究

杏山铁矿小杏山采区为层状倾斜厚矿体,原用垂直走向布置进路的无底柱分段崩落法开采,存在矿石损失贫化大、上盘侧回采进路地压显现严重、巷道支护工程量大等生产问题.研究提出斜分条分段崩落采矿法,即沿矿体延深方向,从上盘到下盘按斜线分条开采,每一分条在矿体里布置诱导冒落进路,在崩落本分段矿石的同时,诱导近上盘矿体自然冒落,冒落的矿石由设置在下盘围岩里的回收进路回采.该法较好地顺应了倾斜矿体崩落矿石的移动规律,降低了采切工程总成本.试验采场自2019年5月开始回采,现已回采两个分段,矿石回采率由74%提高到85.6%,贫化率由18%降低到15%,取得了良好的技术经济指标.