放顶煤振动技术试验研究

振动放顶煤技术破坏重力放煤过程中形成的铰接拱结构,实现顶煤顺利放落,给顶煤施加一个流动力,从而达到提高顶煤流动速度,减小顶煤回收过程中的混矸率,提高工作面的采出率。     

中硬厚煤层炮采放顶煤生产工艺

针对常村煤矿在中硬煤层中推广应用放顶煤工艺时,顶煤垮落过程中易产生大块煤,造成放煤困难,甚至出现有煤放不出的现象,介绍了预裂爆破技术,并对放煤工艺进行了分析,提出了提高采出率,降低含矸率的措施.     

不稳定厚煤层放顶煤开采煤矸流场规律的数值模拟研究

放顶煤开采过程中,由于顶煤厚度的变化,使得煤矸流场规律发生变化,影响了顶煤的放落回收。基于鹤壁十矿在煤层厚度变化较大条件下放顶煤开采的实际,应用PFC2D计算程序,模拟分析了顶煤厚度变化,即采放比不同对煤矸流场特征和顶煤放出规律的影响。结果表明:顶煤损失是随放煤循环逐渐积累的过程,煤矸流动的速度场和接触力场以放煤口为中心呈半拱形状,距放煤口距离越小,接触力越小。     

气相压裂技术提高综放面初采的研究

以山西某矿1308综放工作面为工程背景,运用离散元数值模拟计算的手段,分别模拟了综放工作面初采时顶煤采用CO2炮弱化前后的顶煤垮落情况。揭示了采用CO2炮气相压裂技术弱化顶煤后,工作面出了切眼便可放煤。     

含夹矸特厚煤层综放工作面顶煤破碎机理分析

为了解决含夹矸特厚煤层综放开采当中顶煤冒放性差、采出率低的问题,运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,分析了夹矸层位、夹矸厚度对悬臂梁破断的力学作用机理,数值模拟比较分析了不同夹矸层位、不同夹矸厚度对顶煤及夹矸自身破碎机理及冒放性的影响规律,在此基础上提出相应的技术解决措施。现场应用结果表明:同煤集团金庄矿8203工作面夹矸最大破断距可达6.5 m,中位夹矸、厚层夹矸对顶煤冒放性影响最大,深孔预裂爆破、双轮间隔放煤等措施可有效提高顶煤冒放性,提高顶煤采出率。     

综放工作面顶煤运移及煤矸界面演化规律研究

回采率低是放顶煤开采中存在的主要问题。通过PFC数值模拟软件对内蒙古查哈苏煤矿工作面顶煤颗粒运移规律进行模拟,获得了煤矸流场的运移及煤矸界面的演化规律。研究结果表明当采用低位放顶煤支架时,初采时顶煤易成拱,随着累计放煤步距的增加,顶煤冒落或滑移形成的放煤漏斗长轴逐渐向采空区偏转,且煤矸界面逐渐模糊并趋于平缓。其中,煤矸界面的趋缓是造成低位放顶煤采空区遗煤的主要原因。     

基于YADE的综放工作面进刀放煤三维仿真北大核心

以Linux环境下离散元开发环境YADE为基础,开发了综放工作面连续进刀放煤三维仿真系统;系统以煤矿真实地质环境设置放煤参数,有效模拟了放煤过程中尾梁摆动、液压支架推移动作,以及尾梁顶部的煤矸混合动态变化过程;在此基础上,开展了单轮放煤、双轮放煤等不同工艺的进刀放煤对比试验。结果表明:进刀放煤三维模型能够真实地模拟顶煤放出过程,为从三维角度研究综放开采顶煤放出规律提供了新的方法;在综放工作面连续进刀放煤条件下,双轮分段间隔放煤效果最好,其平均顶煤采出率为86.64%、含矸率为4.06%。     

大采高综放开采降低含矸率途径分析

柳塔矿12#煤层韧性高,厚度变化大,直接顶较破碎,在大采高综放条件下,面临顶煤回收率低和含矸率高的问题.通过数值模拟,研究了破碎顶板条件下坚硬顶煤的冒放特征,分析了矸石混入的两个路径,测试了不同放煤工艺下,工作面回收率和含矸率指标,认为顶煤、直接顶的冒放特征对含矸率有重要影响,提出了降低含矸率的技术途径.     

综放开采顶煤破断冒放的块度理论及应用

以顶煤破断块度为特征量,建立了顶煤破断冒放的块度理论框架,分析了不同顶煤块度以及顶煤块度和矸石块度相对差异时的煤矸流动场特征,分析了顶煤放落流动过程中的成拱形态、成拱机率、影响因素、成拱条件和煤矸块度差异对混矸程度的影响,提出了用顶煤可放出系数和极限顶煤块度描述顶煤的可放出性,为坚硬难冒放煤层的弱化设计提供了依据．以该理论为指导,现场应用取得了良好的技术经济效果．     

多夹矸近水平煤层综放开采顶煤三维放出规律

基于散体介质流理论的学术思想,采用三维散体相似模拟试验和数值模拟分析相结合的方法,对多夹矸近水平煤层综放开采煤矸放出体空间形态及顶煤采出率的三维分布特征进行了研究探讨。研究表明,多夹矸近水平综放工作面放煤量从上端头到下端头逐渐增加,含矸率相应降低,工作面下端头的放煤效率较高;顶煤采出率沿煤层走向分区呈动态演化过程,且沿煤层倾向具有周期性分布的特点;煤矸放出体体积随放煤高度增大呈幂函数关系增大;顶煤采出率和含矸率随放煤时间呈阶段性变化特征;采用间隔放煤有利于提高多夹矸煤层的顶煤采出率。     

大倾角厚煤层综放工作面放煤工艺及顶煤运动特征试验

为研究大倾角工作面放煤工艺及顶煤运动特征,采用相似材料模拟,依据放煤步距、放煤顺序、放煤方式、煤层倾角的不同构建了15种放煤模型,对比分析了不同放煤条件下对回采率、顶煤与矸石运动规律的影响。结果表明:工作面倾向采用由下向上单轮顺序放煤、回采方向采用一采一放的组合方式放煤,工作面回采率最高;随着煤层倾角增大,回采率逐渐降低。受煤层倾角影响,放煤漏斗呈非对称圆锥形,由上向下放煤漏斗为倒圆锥,由下向上放煤漏斗为正圆锥;而放煤漏斗轮廓受煤层倾角影响不大。由上向下放煤顶煤有滞留现象,而由下向上放煤则无顶煤滞留现象,下端头可尽可能多放煤,上端头要控制放煤。     

综放开采顶煤放出规律三维数值模拟

综放开采中支架上方顶煤在矿山压力作用下破碎成散体,其力学特性与均质岩体相比有较大差异。基于离散元的三维颗粒流程序（PFC3D）能真实地反映顶煤放出过程,建立了综放开采顶煤放出的三维数值模拟模型,进行了不同采放比、放煤步距和放出体形态等的模拟。初始放煤过程中,顶煤颗粒会形成稳定的速度场及二次松散区域;顶煤放出体呈现出支架限定的类偏转椭球体,放出体轴偏角随放煤时间增大呈指数关系减小,放出体高度随放煤时间增大呈幂函数关系增大;顶煤放出体切割煤矸分界面所形成的漏斗面是一个中心轴朝采空区偏移的三维漏斗曲面;不同采放比与放煤步距下,顶煤采出率随工作面的推进呈现出典型的渐进稳定效应。     

综放开采割煤高度与顶煤回收率相互关系研究

采用PFC数值分析程序对综放开采支架上方顶煤的放出进行了模拟,分析了一定厚度顶煤条件下割煤高度与顶煤回收率的关系以及2种不同割煤高度条件下顶煤回收率与顶煤厚度的关系。模拟结果表明,割煤高度越大,顶煤回收率越高,大采高综放开采有利于提高特厚煤层工作面资源采出率。     

坚硬顶煤冒放性的裂隙与采煤工艺优化研究

通过理论分析和相似模拟试验,从煤体裂隙对强度的影响规律出发,研究了在综放面煤体裂隙方位与工作面不同匹配条件下,裂隙对顶煤压裂的控制作用,从而提出了通过煤体裂隙匹配技术提高顶煤冒放性、降低顶煤冒块的理论与技术,并通过"两硬"条件的综放开采实践得到了成功的应用和验证.     

四柱放顶煤液压支架立柱受力不均衡规律及机理研究

为研究四柱综放支架立柱受力不均衡性规律,对有关综放工作面矿压资料进行整理分析,分别按顶煤软硬和放煤前后研究四柱综放支架的立柱受力不均衡变化规律,并与两柱放顶煤液压支架立柱受力特性进行对比。结果表明:前后柱受力不均衡系数主要取决于顶煤软硬程度,同时受放煤量和煤层倾角的影响;两柱放顶煤支架立柱受力相对均衡,支撑效率高于四柱放顶煤支架。     

基于相似模拟试验的综放工作面矿压显现规律

基于综放开采技术的研究现状,建立了综放开采相似模拟试验模型,对综放开采过程进行了模拟。随着工作面推进,测量顶煤下沉量及超前支承压力的变化,进而分析综放开采工作面顶板矿压显现规律。试验结果表明：顶煤下沉量经历缓慢增加、趋于加剧、缓和、急剧加大等变化过程;支承压力在达到峰值后开始衰减,基本顶周期来压显现趋于缓和;由于支架上方“垫层”的作用,矿压显现较为缓和。     

高瓦斯煤层放顶煤安全开采相关技术问题

介绍我国放顶煤开采技术的发展过程,阐明放顶煤采煤法是一种既高产又安全的采煤方法。对于高瓦斯煤层进行放顶煤开采,在硬顶煤和硬顶板特殊的地质条件下,必须采取特殊的措施才能安全开采。     

大倾角放顶煤液压支架稳定性动态分析

在研究大倾角顶煤运移规律和支架围岩关系的基础上,建立大倾角放顶煤液压支架动态受力模型,分析顶煤运移和冒放对支架稳定性的影响,并提出大倾角放顶煤支架设计以及回采工艺中应采取的措施。     

厚煤层综放开采放煤工艺参数优化模拟研究

为了掌握厚煤层综放工作面工艺参数对顶煤采出率的影响规律,同时优化主焦煤矿厚煤层综放开采放煤工艺参数,通过PFC^2D数值模拟和现场工业试验相结合的方法,确定了最优的开采工艺,为煤矿创造了显著的技术经济效益和社会效益。     

下分层孤岛综放工作面顶煤运移特征实测分析

针对义马煤业集团常村煤矿2107-2综放工作面的开采条件,利用深基点跟踪观测法,探讨了孤岛工作面在顶分层已采条件下综放开采时顶煤变形运移特征,对类似地质条件工作面采用综放开采时确定合理的生产工艺参数提供了依据。