综放开采顶煤放出规律的BBR研究

借助于自主研制的相似模拟实验台和PFC软件,系统研究了综放开采顶煤放出规律,建立了统一研究煤岩分界面、顶煤放出体、顶煤采出率和含矸率四要素的BBR研究体系。分析了煤岩分界面形态以及支架和移架对其影响,提出了可用抛物线拟合煤岩分界面。将放出体分为发育不完整、基本成熟和成熟3个发育阶段,发现了支架掩护梁影响会使放出体前部发育较快,始终超出椭球体范围的现象,指出顶煤放出体是一被支架掩护梁所切割的非椭球体,定义其为切割变异椭球体。为了提高顶煤采出率、降低含矸率,应尽可能地扩大放出体与煤岩分界面的相切范围,通过确定合理放煤工艺与参数,控制煤岩分界面形态来提高顶煤采出率是可行的措施。待放顶煤区域处于由采空区岩石与支架顶梁形成的拱形挤压力链的卸压区内,在放煤口附近顶煤易成拱。     

综放工作面巷道漏风状况分析

通过对综放工作面巷道煤层所处环境、松散煤体漏风流态、漏风动力等关键因素的分析,研究了巷道煤体漏风状况。结果表明,综放工作面巷道煤体中的漏风流态为层流,并在此基础上出巷道松散煤体渗透系数的表达式、漏风强度、风压梯度与空隙率之间的关系及总体漏风强度表达式,从而为进一步完善巷道煤体自然理论及防治技术研究提供了一定的理论基础,具有一定的现实意义。     

大阳煤矿3~#煤层综放开采可行性研究

分析了大阳煤矿的开采现状和问题,就该矿3＃煤层综放开采的可行性进行了煤层厚度、煤层硬度等6个方面的分析,认为该煤层进行综放开采是可行的,在工作面设备选型方面实现了小型化和轻型化,指出了改善顶煤冒放性、提高顶煤回采率和瓦斯防治是该矿进行综放开采的技术关键,并提出了相应的技术措施。     

新世纪中国综放开采技术发展的思考

综放开采经过20年的试验、发展与推广提高,取得了显著的成就。实践证明综放开采是一种高产、高效、安全、低耗、经济效益好的采煤方法。但是,综放开采在诸如顶煤运动规律、工作面装备水平、安全技术等方面仍存在不足和未知之处。据此,提出了新世纪综放开采技术发展的设想。     

综采放顶煤工作面提高回采率途径的探讨

分析１２１１０综放面煤炭损失的构成，提出１２２０６面提高回采率所采取的措施。     

双U型通风系统综放开采采空区瓦斯分布规律

利用矿用移动式束管采样、色谱分析系统对成庄矿5303双U型通风系统综放工作面采空区进行定期采样分析、随工作面推进分阶段释放示踪气体测定采空区气体流场、应用CFD模拟技术对采空区瓦斯分布进行数值模拟。模拟结果表明：双U型通风综放工作面在正常生产情况下,高浓度瓦斯在采空区深部沿回风侧逐渐汇集,形成瓦斯富集带,瓦斯浓度最高可达70%;现场实测表明采用CFD模型模拟得到的双U型通风系统综放工作面采空区瓦斯分布规律与现场实测结果相吻合,模拟结果为制定采空区瓦斯抽放措施提供了科学依据。     

综放沿空留巷几个关键问题的研究

在工程实践的基础上，采用适于分析岩层断裂和垮落的数值分析软件UDEC建立相应的数值分析模型，详细分析了老顶断裂位置、端头不放顶煤长度、充填体宽度、充填方式和充填体强度对综放沿空留巷围岩稳定性的影响规律.研究结果表明，老顶断裂位置对留巷围岩稳定性的影响较大，留巷顶板围岩位移受制于老顶岩层的回转运动，是老顶回转运动与围岩变形的综合反映,综放沿空留巷时,应合理利用围岩移动规律。     

我国放顶煤开采的工程实践与理论进展

系统总结了35年来我国放顶煤开采的工程实践历程,将其分为探索阶段、推广应用阶段、拓展阶段、成熟与输出阶段,放顶煤技术已经成为我国煤炭开采在世界上的标志性技术和成果。将放顶煤开采的理论研究与进展归纳为借鉴阶段、探索阶段和创新阶段,介绍了在放煤规律方面的创新性理论成果,提出了下一步放顶煤开采的理论研究要针对性地开展顶煤破碎机理、散体顶煤放出规律、支架与围岩关系、岩层移动规律、全煤巷道支护机理、放顶煤开采的经济学基础等方面研究,深入的理论研究可以进一步指导放顶煤技术完善和扩大应用范围。     

高韧性特厚煤层综放开采顶煤弱化处理研究

灵武矿区2号煤层,硬度系数小,但韧性高,煤层厚度大,在开采过程中表现为顶煤悬顶面积大,冒落滞后,冒落块度大。结合磁窑堡二矿综放试验,研究了提高高韧性特厚煤层顶煤松动爆破技术参数,成功地实现了高韧性特厚煤层的综放开采。     

综放工作面回采巷道锚杆支护解除机理与实践

为了防止顶板初次垮落步距加大和工作面端头较大范围悬顶,基于潞安矿业(集团)公司漳村矿2203工作面安全高效生产的重要性,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,分析了锚杆支护解除前后回采巷道顶板状态、煤柱支承压力分布、煤柱屈服区宽度、邻近巷道围岩移动破坏等变化情况,研究了回采巷道锚杆、锚索支护解除机理、方法及工艺过程。结果表明：实施锚杆支护解除可以减小初次垮落步距,增加初采放煤量,减小煤柱压力,改变工作面邻近煤柱的受力状态,提高煤柱整体强度,可以回收锚杆、锚索及组合构件。2203工作面成功回收90%以上的可回收锚杆,不可回收锚杆（索）的托盘及钢带等基本回收,初采垮落步距减小了8 m,增加初采放煤量7 311 t。     

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。     

综放开采采空区自然发火规律实测分析研究

为了研究工作面采空区自然发火规律,采用沿综放工作面全面布点测定方法,对朱仙庄矿873综放工作面采空区气体成份与温度变化规律综合分析,并结合数值模拟确定综放工作面自燃"三带"的分布范围;还发现各测点在距工作面3～11 m处,有自热氧化现象发生;873工作面采空区压实条件较好,供氧比较微弱,很难氧化自燃;综放工作面推进度只要大于24-n/月就不会发生自燃,因发火期为3～6个月,最短为25 d;这些结论为预防采空区煤炭自燃提供了科学依据.     

放顶煤仰采工作面液压支架支护与设计探讨

通过对仰采放顶煤工作面煤壁支护、放顶煤问题、液压支架设计等方面的分析 ,说明在仰采工况下控制煤壁片帮方法以及液压支架设计、后部输送机布置应采取的措施。     

综放工作面瓦斯治理技术探讨

论文通过对开滦唐山矿业分公司高瓦斯综放工作面瓦斯涌出情况的分析 ,找出了瓦斯来源及瓦斯异常涌出的影响因素 ,并采取了相应的有针对性的治理措施 ,如调整采区及相关通风压力 ,采用移动式瓦斯泵站等 ,取得了较好的效果。     

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。     

综放工作面产尘分布规律及综合治理技术

为解决综放工作面粉尘污染问题，文章以王家岭20106综放工作面为工程背景，通过现场实测方法对工作面割煤产尘特性及粉尘浓度分布规律进行了分析，提出了以尘源跟踪系统为依托、静压喷雾与高压喷雾相结合的治理措施，形成了一套由多个针对性防尘子系统组合而成的综放面智能联控高效喷雾降尘系统，并对工作面各点产尘进行有效治理。应用表明：经综合治理，采煤机司机及降柱移架作业人员处综合降尘效率达到90%以上，进回两巷粉尘浓度控制在20mg/m左右，效果显著，可有效缓解工作面粉尘污染问题。     

急倾斜极软厚煤层走向长壁综放开采技术研究

以峰峰集团山西大远煤业1201急倾斜工作面为背景,系统研究了急倾斜厚煤层走向长壁综放开采的基本问题,指出支架的合理设计是该类煤层成功开采的首要条件,支架设计要充分考虑急倾斜厚煤层综放开采的顶板活动规律,以工作面上部顶板的冲击载荷确定支架的工作阻力。同时急倾斜支架要有足够的抗侧向挤压能力,结合工作面采放工艺确定侧护板的抗挤压能力。急倾斜厚煤层综放开采的顶煤放出体与煤岩分界面具有明显的不对称性。结合顶煤放出规律、支架稳定性等综合确定采放工艺,提出“下行动态分段、段内上行放煤”的采放工艺,适用于急倾斜厚煤层走向长壁综放开采,可最大限度地减少采放过程中对支架的不利影响,并可获得较高的顶煤采出率。工作面安装前需对软弱底板进行加固。     

河下综放开采覆岩破坏发育特征实测及模拟研究

下沟煤矿位于泾河下的煤炭资源,采用综放开采,现有的导水断裂带高度计算方法不能满足水体下采煤安全评价的要求。为了掌握泾河下特厚煤层大面积综放开采的覆岩破坏发育特征,实现水体下安全回采,在研究区工作面不同位置布置了5个采后“两带”孔,进行了钻孔冲洗液漏失量和彩色电视观测,并通过物理模拟进一步研究了在各工作面间留设一定宽度隔离煤柱的开采方式的覆岩破坏过程。观测和模拟结果表明：隔离煤柱有效地控制了覆岩破坏发育高度,成为泾河下压煤安全回采的关键。根据得出的单工作面最大裂采比,并通过最小防水安全煤岩柱垂高的计算,认为地质条件满足泾河下安全回采的要求。     

综放工作面开采侧向应力变化监测

该文通过对天池煤矿103综放工作面回采过程中的侧向应力进行监测,分析103瓦斯尾巷小煤柱距工作面不同距离随工作面回采时的应力变化趋势,分析次生应力变化特点和规律。     

放顶煤开采煤与瓦斯突出煤层的探索

煤与瓦斯突出危险煤层的放顶煤开采有严格的法规限制，限制主要是从安全上考虑的。理论分析表明，放顶煤开采技术与分层开采技术相比，并不增加工作面的突出危险性。高瓦斯突出煤层的放顶煤开采是一个需要认真研究的课题。煤与瓦斯突出煤层的放顶煤开采不应由法规来禁止，而应通过大量的科学实验推动技术进步，达成工作面生产的安全高效。