综放工作面顺序放煤采动力学分析

为研究综放工作面顺序放煤下的围岩受力特征及采动力学记录,对煤厚为11m的顺序放煤工序进行了数值模拟,结果表明,对于11m厚煤岩顺序放煤,顶煤下部的竖向应力值均大于煤岩上部和中部的竖向应力,顶煤中部应力分布较为均一,为顶煤高度方向应力最小的部位,从顶煤应力云图及应力状态分布曲线可以得到,顶煤下部是煤岩应力增幅最大的部位。     

综放工作面多放煤口协同放煤方法

针对当前综放工作面存在顶煤采出率低、混矸率高、放煤效率低等问题,提出综放工作面多放煤口协同放煤方法。根据给出的综放工作面多放煤口协同放煤方法的定义,以理论分析和数值模拟为手段,研究了多放煤口放煤条件下,起始放煤、中间放煤和末端放煤3个阶段的放煤方法和煤岩分界面特征,提出"多放煤口同时开启逆次关闭"的起始放煤方法。根据放煤口放煤的影响范围,以及顶煤冒落过程中的速度方程和顶煤颗粒移动方程,建立了多放煤口起始放煤方式的算法模型,理论上推导出起始放煤过程中放煤间隔时间差的计算方法,为起始放煤方法的应用提供了方法。通过分析综放工作面的特点,得出综放工作面顶板稳定性、瓦斯浓度、后部刮板输送机运输能力、粉尘浓度、工作面采放协调等是影响和限制放煤口数量的主要因素。以同忻煤矿8202综放工作面煤层条件为例,建立沿工作面方向的数值模拟模型,模拟并对比不同的单放煤口放煤方式和不同放煤口数量的多放煤口放煤的放煤规律、顶煤采出率和放煤效率,得出在多放煤口放煤条件下,放煤过程中的煤岩分界面相对平滑,顶煤采出率随同时打开的放煤口数量增加而增大。多放煤口放煤效率是单放煤口放煤效率的4～8倍,多放煤口放煤的顶煤采出率比单放煤口高5%左右。     

综放工作面端头放煤研究进展与展望

针对综放开采工作面端头区顶煤损失严重的现象,分析了综放面端头区存在的放煤设备布置、两端平巷围岩稳定性及散体煤岩自然安息角的约束等问题,总结了近年来综放工作面端头区放煤设备与工艺的研究进展。提出了应建立一套端头区顶煤可放性等级评估体系;改进端头放煤支架,研制自动化设备;优化巷道设备布置,改进端头放煤工艺,对综放面端头放煤的进一步研究具有一定借鉴意义。     

6106综放工作面端头放顶煤工艺优化研究与应用

针对南阳坡矿综放工作面两端头区域顶煤损失严重的问题,通过分析煤岩层力学性质和工作面端头矿压显现规律,提出了弱支护深孔爆破耦合CO2分布式预裂松动综放工作面端头放煤工艺,实现综放面端头煤柱的安全高效回收,为其他类似工作面提供了一定的实际参考价值。     

综放开采顶煤破碎放煤工艺参数优化研究

提高顶煤回收率是综放开采技术的关键,而顶煤的破碎程度及破碎后的充分放出对顶煤回收率有着重要影响。因此,研究厚煤层综放开采顶煤在不同工艺参数下的破坏机理、破碎程度及放出规律,对于实现综放开采工作面的高产高效具有重要意义。以王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面为研究背景,通过理论计算与相似模拟实验相结合的方法,得出合理的放煤步距为0.865m,并在合理机采高度和放煤步距的基础上研究了不同放煤方式,得出一采一放为最合理的放煤工艺;最后,基于研究得出的放煤工艺参数对王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面放煤进行数值模拟,其顶煤回收率和含矸率分别为90.6%、7.2%,考虑到现场放煤控制难易程度及工作面生产效率,确定出合理的放煤方式为单轮间隔放煤。     

综放工作面端头区煤岩失稳垮落规律及放煤区域确定

针对综放工作面端头区顶煤安全放出问题,基于东滩煤矿3303工作面煤岩层地质赋存条件,采用理论分析与数值计算相结合,分析了综放工作面端头区煤岩应力场分布特征、煤岩失稳垮落规律及回采巷道稳定性等。研究表明:综放工作面端头区顶煤自工作面中部侧向回采巷道侧,放出难度增大;随着端头放煤区域向巷道侧扩大,回采巷道表面位移呈增大趋势。确定了端头区顶煤的可放性及可放出区域范围,为现场端头区顶煤的放出提供了理论依据。     

综放开采工艺参数与顶煤回收率的试验研究

为了研究综放开采工艺参数与顶煤回收率的关系,以公务素煤矿1604综放工作面为背景,进行了顶煤回收率的相似模拟试验研究.研究结果表明:该综放工作面顶煤采放比在1:2.5左右、放煤高度在6 m左右、放煤工艺采用一采一放时,顶煤回收率最好.将该工艺参数应用于工作面后顶煤混矸率有所降低,顶煤回收率有了较大幅度的提高.     

提高综放工作面端头煤层放出率的试验

为了提高综放工作面端头顶煤的放出率,进行了软厚直接顶(顶煤)条件下综放工作面端头区放煤的现场试验。实测研究了综放面端头区放煤条件下的矿压显现特征,优化了端头区放煤参数,并对放煤效果进行了实测分析。试验结果表明,软厚直接顶及顶煤具有较好的随动性和充填程度,利于端头放煤的安全高效实施。综放面端头区顶板压力很小,是工作面中部的6.54%。由于端头放煤后端头区顶板活动加剧,顶板压力增大了26.64%。综放面端头区放煤的顶板控制关键是"护"和"稳",改善端头支护系统的稳定性是端头区安全放煤的保障。根据综放面端头顶板的稳定性程度,合理确定了端头区的可放煤区域和双轮或三轮顺序不等量控制放煤工艺。     

放煤顺序对大倾角走向长壁综放开采放出率的影响

为研究大倾角走向长壁综放工作面在不同放煤顺序时的顶煤放出率,通过理论分析研究工作面倾角及放煤顺序对顶煤的运移和放出规律的影响,并且采用PFC2D颗粒流数值模拟软件对新疆兵团农四师71团煤矿大倾角走向长壁综放开采工作面进行模拟,统计出工作面在不同倾角及不同放煤顺序时顶煤的放出率。研究结果表明:采用上行式放煤时,顶煤放出率随工作面倾角增加呈增加趋势,而采用下行式放煤时,顶煤放出率呈减小趋势。随着工作面倾角的增大,上行式放煤的优势变得更加明显。在工作面现场应用中,上行式放煤取得了良好的顶煤回收效果。     

双斜大倾角综放工作面顶煤冒放性研究

为了研究不同倾向角度对顶煤放出体形态的影响,以及不同走向角度和不同放煤方式对大倾角综放工作面顶煤放出率的影响,基于庞庞塔煤矿10~#煤层综放工作面工程地质条件进行了放煤过程的数值模拟。研究发现:随着倾向角度增大,顶煤的流动速度加快,放出量增大,且顶煤在向倾向角度上端发展,煤岩分界面在放煤口的两侧由对称逐渐趋于非对称;随着走向角度增大,顶煤放出率不断降低,且俯采放出率高于仰采;在放煤步距为0.8、1.6、2.4 m时,顶煤放出率在走向倾角为0°时达到最大值;在走向角度一定时,放煤步距为1.6 m时放出率最高;在采放比为1∶2、1∶2.5、1∶3下,采放比越大,顶煤放出率增大;采用多轮顺序放煤具有明显优势,工作面煤炭放出率达到86.33%。     

较薄厚煤层综放开采顶煤岩运移破坏特征研究

采用FLAC3D数值模拟对较薄厚煤层综放开采顶煤岩力学特征进行了系统分析,得出了顶煤岩运移、破坏及应力分布规律.研究结果表明,综放面上部顶煤位移量明显大于工作面中下部,顶煤的"始动点"在工作面煤壁前方,工作面上位顶煤岩的始动位置超前于下位,垂直位移量随着与工作面距离的减小而逐步增加;在综放面前方,顶煤和上覆岩层在垂直方向始终处于压缩状态.而在工作面上方,顶煤开始出现离层现象;工作面支架所受载主要是顶煤和基本顶变形运动产生的变形压力,沿用中厚煤层综采工作面支架设计已不适用综放面.     

提高综放回采率的途径

详细分析了煤炭损失的构成，采取带采上分层区段煤柱、缩小区段煤柱、端头放煤、保证恰当的采放比、选择合理的放煤步距和放煤方式以及减少初采、末采丢煤等措施，提高了综放回采率。     

特厚硬煤层综放开采合理区段煤柱尺寸研究

 水帘洞煤矿3801综放工作面地质条件极其复杂,合理确定区段煤柱是实际遇到的工程难题。通过采场前后方侧向应力场与位移场在线观测,获得了综放沿空实体煤侧向应力分布规律及变形情况;通过数值模拟得到了不同煤柱尺寸沿空实体煤侧向应力分布变化规律。综合分析得到了合理煤柱留设尺寸,为彬长矿区同煤系特厚硬煤层综放开采确定合理煤柱尺寸提供了科学依据。     

大采高综放开采及其应用可行性分析

根据当前综放开采技术发展水平,通过分析影响综放工作面产量进一步提高的主要原因,提出了大采高综放开采的概念并指出该方法是综放工作面实现年产1000万t的重要途径。按大采高综放工作面实现年产1000万t的要求,主要从设备配套的角度分析了大采高综放开采应用的可行性。     

新峪煤矿综放工作面顶煤回收率的模型试验研究

为提高综放工作面顶煤回收率,以新峪煤矿为工程背景,进行了综采工作面顶煤回收率的相似模型试验研究。试验研究结果表明,新峪煤矿工作面顶煤采放比应控制在1∶2左右,放煤高度应控制在5m左右;综放工艺方式采用一采一放或两采一放时,综合效果最好。通过现场应用该采放比及工艺方式发现,顶煤回收率有了较大提高,而顶煤混矸率也略有下降。研究成果对新峪煤矿综放工作面提高顶煤回收率具有重要的指导作用。     

近距离大倾角综放工作面矿压规律及成因探析

通过对近距离大倾角综放工作面矿压实测数据的分析,获得工作面矿压显现的规律:工作面中部来压步距较小,来压强度较低,并进一步探析了内在的形成原因。由近距离大倾角工作面开采相互影响得知工作面中部和两端呈现两种不同的覆岩结构模型,中部主要承受静载荷的作用,两端承受动载荷的作用。     

特厚煤层大采高综放开采工作面的安全保障技术

通过对特厚煤层大采高综放面瓦斯分布、涌出规律及"三带"的研究,提出大采高综放面瓦斯等灾害治理新技术,为大采高综放面开采提供安全保障,改善作业环境,为实现大采高综放面安全、高产、高效提供技术支撑。     

综放沿空掘巷底板力学机理与控制技术研究

针对谢桥煤矿沿空掘巷底板变形严重问题,在沿空掘巷整体力学环境分析的基础上,建立了底板力学模型,通过对底板失稳机理的分析,指出综放工作面沿空掘巷底板破坏主要是实体煤帮高应力的作用,控制的关键是加强实煤体帮、底角和窄煤柱的支护。这一思想在1101(3)综放面沿空掘巷实践中取得了很好的支护效果。