综放开采覆岩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。支架承受的上方煤体和折断产部分直接顶的载荷。     

特厚煤层综放开采顶煤遗失机理及放煤步距优化数值模拟研究

为确定特厚煤层综放开采的合理放煤步距,探究放煤步距对顶煤遗失和回收率的影响机理,以塔山煤矿8222综放工作面为工程背景,采用CDEM颗粒-块体单元耦合数值模拟方法,建立考虑液压支架支撑作用的二维走向开采数值模型,研究特厚煤层综放开采放煤步距对遗煤形态、放煤漏斗、煤岩分界线等的影响,揭示“见矸关门”条件下的顶煤遗失机制,探索顶煤在采空区内随综放工作面循环推进的遗失规律。结果表明：随着综放工作面不断推进,液压支架上方的矸石提前到达放煤口,采空区一侧部分顶煤未能放出而留在采空区内,造成顶煤遗失;放煤步距对煤岩界面形态和煤岩相互侵入有显著影响,进而影响顶煤回收率和混矸率;通过数值分析、顶煤回收率和总回收量指标确定了塔山煤矿8222综放工作面12 m顶煤厚度下最佳放煤步距,为0.8 m。     

特厚煤层综放开采倾向大比例试验平台研制与应用

综放开采是我国特厚煤层高产工作面最主要的采煤方法,其中放煤方式是影响顶煤回收率的重要因素.为了提高特厚煤层综放开采顶煤回收率,基于综放开采顶煤放出散体介质流运移规律和特征,针对现有放顶煤试验平台工作面方向放煤试验较少、相似比例小、支架个数少、放煤口大小无法控制等问题,研制特厚煤层综放开采倾向大比例试验平台,相似比1:1...     

滑移支架放顶煤工作面煤岩活动特点及其控制

本文结合我国滑移顶梁液压支架放顶煤开采的实践，对滑移支架放顶煤工作面顶煤的破碎和放出规律进行了研究，指出工作面长度，煤层强度、开采深度及煤层结构等是影响顶煤破碎和放出效果的主要因素，同时指出顶煤的破碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果，而支架仅起辅助破煤的作用。     

滑移支架放顶煤工作面煤岩活动特点及其控制

本文结合我国滑移顶粱液压支架放顶煤开采的实践，对滑移支架放顶煤工作面顶煤的玻碎和放出规律进行了研究，指出工作面长度、煤层强度、开采深度及煤层结构等是影响顶煤破碎和放出效果的主要因素，同时指出顶煤的玻碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果，而支架仅起辅助破煤的作用。     

极松散细砂岩顶板下放煤工艺散体试验研究

为了优化不同煤矸块度条件下的放煤工艺参数，在实测分析顶煤破断块度分布特点的基础上，采用散体模型试验的方法对煤层顶板为极松散细砂岩条件下的放煤工艺进行了研究。分析了不同放煤步距、顶煤块度对放煤过程中煤矸砂流动形态、混矸程度的影响．给出了不同煤矸块度每件下的放煤步距选取原则．研究表明，加大放煤步距，顶煤运移流动的范围变大，流动断面内速度梯度变小，有利于控制细砂的下窜速度．试验结果表明，放煤步距采用三采一放有利于控制顶板极松散细砂岩，降低放出顶煤的合砂率．     

工作面倾角对综放开采散体顶煤放出规律的影响

为了研究工作面倾角对综放开采散体顶煤放出规律的影响,基于BBR研究体系,采用等效重力场法对不同工作面倾角条件下的顶煤放出过程进行了离散元数值模拟,分析了工作面倾角对顶煤放出体、煤岩分界面和顶煤采出率的影响.结果表明:顶煤放出体体积随着工作面倾角的增大而增大;初始放煤阶段体积非对称性系数W随工作面倾角的增大而基本呈减小趋势,正常循环阶段放出体的横向扩展差ΔB随工作面倾角增大呈线性关系增大;在相同的起始煤岩分界面下,工作面倾角增大导致上端头侧终止分界面逐渐向重力线靠近,工作面上端头顶煤被大量放出同时遗留在采空区的煤损量增大;顶煤采出率随工作面倾角的增大呈现出先增大后减小的变化特征.     

结构复杂厚煤层综放开采相似模拟研究

以现场实测资料为基础,通过实验室相似模拟试验对含厚夹矸结构复杂厚煤层的综放开采对工作面含厚夹矸顶煤的冒放性、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研究,并指出了含夹矸顶煤活动规律对放顶煤开采的影响.     

结构复杂厚煤层综放开采相似模拟研究

以现场实测资料为基础,通过实验室相似模拟试验对含厚夹矸结构复杂厚煤层的综放开采对工作面含厚夹矸顶煤的冒放性、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研究,并指出了含夹矸顶煤活动规律对放顶煤开采的影响．     

放顶煤工作面煤岩活动特点及其顶煤破碎机理

本文结合我国放顶煤开采的实践,对放顶煤工作面顶煤的破碎和移动规律及上覆岩层的活动规律进行了研究,指出了开采深度、煤层强度、支架支护强度及煤层厚度等是影响顶煤破碎和放顶煤效果的主要因素。同时指出了顶煤的破碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果,而支架仅起辅助破煤的作用。并在此提出了顶煤破碎分区。     

焦作九里山矿单体支柱放顶煤工作面顶煤运动放出规律浅析

通过焦作矿务局九里山矿单体支柱放顶煤工作面现场实测, 得出单体支柱放顶煤工作面顶煤运动、破碎、放煤过程中煤流动态及放出椭球体规律, 为确定合理放顶煤工艺参数提供了可靠的依据． 合理的放煤工艺参数不但提高了回收率, 而且保证了工作面正常生产, 这对焦作矿区今后采煤方法的改革具有重要的指导意义     

焦作九里山矿单体支柱放顶煤工作面顶煤运动放出规律浅析

通过焦作矿务局九里山矿单体支柱放顶煤工作面现场实测,得出单体支柱放顶煤工作面顶煤运动、破碎、放煤过程中煤流动态及放出椭球体规律,为确定合理放顶煤工艺参数提供了可靠的依据.合理的放煤工艺参数不但提高了回收率,而且保证了工作面正常生产,这对焦作矿区今后采煤方法的改革具有重要的指导意义.     

不同煤厚综放工作面合理放煤工艺数值模拟研究

同忻煤矿8202综放工作面顶煤回收率较低,为提高煤炭资源采出率,利用CDEM建立沿工作面倾向的数值模型,模拟研究综放工作面顶煤厚度分别为4.0,8.0,12.0 m时不同放煤工艺的放煤过程,分析煤矸分界面和顶煤回收率的变化规律,优化不同顶煤厚度条件下放煤工艺参数。结果表明,顶煤一次放出的厚度越大,各放煤口放煤量差异越大,放煤过程中煤矸互层越严重,煤矸分界面越混乱,顶煤回收率越低。对比可知,8202综放工作面采用三轮顺序放煤工艺时顶煤回收率最高。     

简易放顶煤工作面瓦斯综合治理技术

不稳定煤层采用单体液压支柱放顶煤开采技术,无疑是一种高效采煤方法。由于工作面采高大、单产高,且底层落煤与顶层放煤同时进行或工序间隔时间短,相应的采煤工作面瓦斯涌出量明显增大,采空区上部和工作面上方顶煤裂隙中易形成瓦斯积聚,从而严重威胁工作面的安全生产。本文通过分析简易放顶煤采煤工作面各生产工艺中瓦斯涌出规律,提出并实施有效的针对性综合瓦斯治理技术措施,实现了工作面的安全生产。     

切顶成巷条件下采空区覆岩破坏与裂隙发育特征

为明晰切顶成巷无煤柱开采条件下采空区覆岩破坏与裂隙发育特征,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法对其进行研究.研究结果表明:切顶成巷条件下,直接顶和基本顶被切断后,基本顶断裂位置转移至采空区侧,侧向块体旋转下沉对留巷顶板的扰动减弱.基本顶初次来压和周期来压时的破断由原来的"O-X"形转化为近似"矩形"结构....     

基于数字体图像三维裂隙的分形计算及应用

根据计盒维数(CBD)的计算方法,提出了基于三维裂隙的数字体图像计算其分形维数的立方体覆盖法,并用MATLAB软件实现了该算法.利用工业CT扫描获取了不同围压下破坏煤样的数字图像,通过数字图像处理获取裂隙并生成裂隙体图像,应用立方体覆盖法计算三维裂隙的分形维数;通过对破坏煤样块体质量-频率的统计,计算了块度分形维数.两种分形维数分别从裂隙的发育程度和煤样破碎程度来评价煤样的破坏,两种分形维数越大,煤样的破碎程度越高,裂隙越发育,变化趋势具有一致性.结果表明:提出的计算三维裂隙分形维数的立方体覆盖法是可行的,得出的三维裂隙的分形维数可以作为分析裂隙空间分布的定量参数.基于三维裂隙的数字体图像的分形维数还可以用于对裂隙演化过程的定量描述.     

放顶煤开采顶煤冒放性影响规律研究

从地质因素出发,用理论分析、现场实测研究和数值模拟方法详细探讨了开采深度、煤层的厚度和强度、煤层中的夹石层厚度及强度、直接顶的岩性及厚度、老顶的岩性及厚度、煤体的裂隙发育程度等因素对顶煤冒放性的影响规律,并给出了影响因素的临界值。     

焦作矿业学院与平顶山一矿合作进行的“综采放顶煤一次采全高开采法研究”通过技术鉴定

<正> 应用模糊综合优化决策和经济数学模型等方法,对特厚煤层的开采方案——放顶煤综采及分层开采进行了优选,给出了定量的结果。并对放顶煤综采的技术参数进行了优选。以可靠性理论为依据,借助于实测资料,对放顶煤综采的生产能力及其生产系统进行了分析。提出放顶煤综采在开采松软煤层并采用单运输机支架时,应以放煤能力为选择其运输系统能力的依据。对平一矿而言,运输系统能力不足是制约放顶煤综采生产能力的首要因素。并提出了改进的途径和建议。通过长期的现场观测和实验室相似材料模拟试验,提出了顶煤的破坏过程可分为四     

大倾角综放面端面顶煤稳定性控制数值模拟及应用

大倾角松软煤层综放面实现高产高效的关键之一是端面顶煤稳定性控制.利用FLAC3D数值模拟软件,分析了放项煤采场覆岩与顶煤的应力场特征、端面顶煤的破坏规律以及位移特征.结果表明:端面顶煤产生较大变形,处于应力降低区;煤壁前方项煤在支承压力作用下产生破坏区,遍布整个煤层;上端头的围岩片帮控制是应重点加强的关键部位;工作面上部支架后底座下滑是支架失稳最先出现和最常见的现象.通过及时支护、提高支护质量等围岩稳定性控制措施,可以取得良好的端面顶煤稳定性控制效果.     

两柱掩护式综放支架与围岩相互作用相似模拟研究

基于两柱掩护式综放支架新架型,采用大比例相似模拟实验,研究了工作面顶煤的变形破坏特征及支架与围岩相互作用规律,分析了顶梁前后比和支架工作阻力对支架位态和端面顶煤稳定性的影响规律.结果表明:随顶煤硬度减小,控顶区顶煤和两柱掩护式综放支架位态稳定性同时下降;顶煤较软时,放煤区和端面区顶煤的失稳并不断扩大直至贯通是导致支架-围岩系统失稳的原因,提出了顶煤双区失稳的概念;在软煤条件下,支护的关键是通过控制放煤量限制放煤区顶煤的垮落线前移,提高支架支护质量,控制端面冒顶,实验工作阻力设定值由2.7 MN增加到5.5 MN,端面冒顶高度由2.13m减小到1.66m,顶梁前后比设定值由2.38减小到1.49时,端面冒顶高度由1.75m减小到0.915 m,同时顶梁回转角度变化由16.8°减小到1.2°.