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。     

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。     

基于记忆放煤时序控制的智能放煤模式研究

针对我国综采放顶煤工作面放煤操作的难题,以回采率高、含矸少为原则控制放煤量,采用记忆放煤时序控制模式,嵌入智能决策机制,实现放煤动作的科学连续。放煤顺序采用分段多窗口多轮放工艺,根据煤层可放难易程度设置放煤窗口开放时间,控制打开放煤窗口的数量,通过人工干预控制,检验放煤效果。系统记忆放煤参数,作为后续工作面大规模放顶煤液压支架分段多窗口多轮放煤控制的样本,当工作面煤层厚度和条件发生变化时,采用神经网络自适应模式可调整放煤参数,实现智能放煤。     

智能化放顶煤开采的精确放煤控制技术

综放工作面液压支架引入电液控制系统后,实现了定时放煤和记忆放煤。要适应顶煤层地质变化,还需要引入放煤过程全方位监控技术和装备,实时监测放煤前、放煤中和放煤后的顶煤层静态和动态变化情况,精确控制放煤过程,做到随放随探,才能保证回采率和煤质的最优平衡。首先分析放煤过程监控的技术难点,在于放煤时煤岩粉尘造成视觉成像的信号严重衰减;其次根据放煤量数据判断煤矸放落比例的信号处理时间要求达到秒级,才能满足"见矸关门"决策对控制放煤实时性的要求。按照放煤过程分"放煤前、放煤中和放煤后"3阶段采用不同的感知技术和装备,放煤前采用支架顶梁前部安装透地雷达测量顶煤厚度作为放煤量的基准;放煤中采用在支架顶梁和掩护梁结合处安装三维雷达扫描未放顶煤空间,测量出剩余顶煤体量,与放煤前的放煤量基准进行比对,来确定放煤过程何时终止;放煤后将识别后部刮板运输机上已放落的煤炭体量和煤矸比例,提高煤矸检测的鲁棒性。放煤前测量煤层厚度的雷达采用超宽带无线脉冲信号,能够穿透3～6 m的煤层,测量煤层厚度精度达到厘米级;放煤中对顶煤体量的动态变化检测采用激光雷达或毫米波雷达,能够满足空间测量范围、精度和处理实时性要求;放煤后对煤矸的识别采用高清宽动态摄像机辅以透尘光源,通过图像灰度卷积来计算煤矸混放比例参数,用以判断全煤下放、煤矸混放和全矸下放的3个过程数字量化问题,实现实时反馈控制精确放煤。通过放煤前、中和后3阶段的技术综合,研制相应的传感装备,将测量数据实时传输给工作面自动化系统,经过系统数据计算分析和智能化处理,把放煤控制决策数据发送给液压支架电液控制系统,实现对应支架的放煤口大小及时调整和关闭控制。经过具备条件的智能化综放工作面现场工业试验,验证了采用放煤前中后全过程实时监测手段能够精确地控制放煤口大小和关闭,实现了将现场放煤工人解放到安全条件好的巷道或地面监控中心,达到了综放工作面放煤现场无人操作的智能化目标。     

特厚煤层综放工作面放煤工艺研究及应用

同忻矿所采煤层为石炭系C3-5#层,为特厚煤层（煤层厚度一般为15～20 m）,采用放顶煤工艺回采,先后进行了3次放煤工艺变革：多轮顺序放煤、多轮间隔放煤、多轮顺序+末轮间隔自动化放煤。理论分析3次放煤工艺对该工作面放煤效果的影响,得出结论：采用多轮顺序+末轮间隔自动化放煤时,放煤效果显著。当先采用多轮自动化放煤时,能保证煤岩分界线均匀下降,煤岩分界线较短;末轮采用间隔放煤时,避免了邻架窜矸,混矸率较低。采用此种放煤工艺通过在8102工作面进行试验,效果显著,顶煤回收率提高了3.5个百分点,产生显著的经济效益。     

放顶煤开采工艺的三维相似模拟

生产实践证明, 放煤工艺受多种因素的影响, 如放煤轮数、放煤口位置、放煤顺序、放煤步距等, 不同的放煤方式有不同的放出效果. 针对当前我国普遍采用平面模型实验模拟煤的放出与现场实际情况不相符的问题,采用立体模型对巨厚煤层放顶煤工作面的放煤工艺进行模拟, 确定了最佳放煤方式, 为采煤方式的模拟提供了一定的参考价值.     

大同矿区特厚中硬煤层综放顶煤运移规律研究

针对塔山煤矿采高4.5 m、放煤高度10.5 m的特厚煤层,采用相似材料放煤试验和PFC3D软件对一刀一放开采时不同放煤方式(单轮顺序放煤、单轮间隔放煤、多轮间隔放煤、第一轮顺序第二轮间隔)的放煤过程进行了分析,获得特厚煤层大采高放顶煤开采的基本规律及最优的放煤方式,为大采高特厚中硬煤层放顶煤开采实践提供了指导。     

南阳坡矿综放顶煤放出率及工艺优化研究

针对南阳坡矿综放工作面顶煤放出率较低问题,分别研究了不同放煤步距和放煤顺序时工作面顶煤运移规律及顶煤放出率,确定采用两刀一放配合间隔放煤的最优工艺。研究表明,间隔放煤较顺序放煤时工作面支架整体放煤量较高,优化后提高顶煤放出率。     

综放工作面防尘实践

综放工作面防尘实践通风处高级工程师李孚０引言放顶煤综采是我局的主导采煤方法，按其放煤方式的不同，可分为单输送机高位放煤和双输送机低位放煤两类。单输送机高位放煤时其回采工艺由四个部分组成，即割煤－移架－推进输送机－放煤。双输送机低位放煤时其回采工艺分为...     

放顶煤开采放煤参数求解的数学模型

根据放顶煤开采工作面顶煤冒落的特点，通过相似材料模拟实验，对影响顶煤回收率的放煤步距、放煤口间距等放煤参数进行了研究，建立了求解放煤参数的数学模型，在此基础上对影响放煤参数的因素进行了分析。     

综放工作面不同放煤工序岩体破断机理及数值模拟研究

本文建立了综放工作面顺序放煤和间隔放煤的力学理论模型,并根据该模型,在数值模拟软件中建立有限元模型进行力学分析,研究了煤层厚度为7m条件下不同放煤工序对工作面上方围岩的影响,结果表明,采用顺序放煤工序的围岩力学条件优于间隔放煤工序,因此建议采用顺序放煤工序。     

综放开采放煤循环方式的合理确定及顶煤放出率分析

 根据安家岭二号井工矿B905试验工作面的具体条件,通过对目前常用三种放煤方式de放煤时间和回采率进行了实测比较,决定采用双轮顺序放煤。同时,根据后部输送机运输能力,计算出工作面同时放煤口数,确定了平均分三组单口放煤的放煤循环方式,并对工作面顶煤放出率进行了实测分析。结果表明,该放煤循环方式取得了良好的生产效率,工作面回采率达到84.22%,比试验前单轮顺序放煤提高了7.22%,工作面最高月产达到118万吨。     

智能综放工作面自动化放煤工艺分析与研究

为了解决大采高厚煤层综放工作面自动化放煤常态化应用难题,对国家能源集团宁夏煤业有限责任公司枣泉煤矿综放工作面自动放煤工艺进行了研究,介绍了工作面概况和自动化控制系统配置情况,确立了综放工作面的放煤方式,提出了一种综放工作面放煤方法的下行和上行自动化放煤控制设计思路,建立了综放工作面自动化放煤程序,通过在郑州采煤机液压电控有限公司ZE07-04型电液控制系统的工业试验表明,该程序解决了大采高综放工作面自动化放煤工艺难题,实现了综放工作面自动化放煤。     

综放工作面放煤方式对顶煤放出率的影响规律研究

综放工作面顶煤的冒放性直接关系到煤层的回采率,顶煤的放出率影响因素较多,本文以唐家会煤矿6煤层综放工作面为研究对象,利用PFC软件分析单轮顺序放煤、单轮间隔顺序放煤及单轮间隔多口放煤等几种放煤方式对顶煤放出率的影响,结果表明:单轮间隔多口放煤时煤体下落过程中相互作用、相互碰撞,有利于增加顶煤放出率,且该放煤方式能够部署两个甚至更多的放煤口同时放煤,降低工作面完成一次放煤所需要的时间,是一种合理的放煤方式。     

特厚煤层分区切片式自动放顶煤工艺N+1模式

基于串草圪旦煤矿特厚煤层的地质赋存条件，为实现综放工作面高效率自动放煤，提出特厚煤层整体移架分区切片式自动放顶煤工艺N+1模式；采用数值模拟PFC2D软件分析了放煤顺序、放煤步距、放煤轮次对顶煤放出和混入矸石的影响，分析了液压支架系统对自动放煤的影响。研究结果表明：特厚煤层中上行顺序放煤量高于下行顺序放煤量；一刀一放回采率比两刀一放回采率高3.63%，多轮顺序放煤可比单轮顺序放煤提高回采率1.81%～3.92%；液压系统的滤芯堵塞是时序控制下自动放煤效果的限制性因素，采用人工干预和强约束控制可以实现时序控制的自动放顶煤技术。     

特厚煤层综放开采多口同时放煤三维实验研究

为提高特厚煤层综放工作面顶煤回收率及放煤效率,重点研究了多口同时放煤的放煤方式。根据塔山煤矿8222工作面实际情况,进行了多口同时放煤三维相似模拟实验。结果表明：首次放煤时,单口放煤放出体大致呈下窄上宽的漏斗状,多口同时放煤放出体呈现中部宽、两端窄的特点,放煤量呈现单口>双口>三口的现象。首次放煤时,开口数目越多煤岩分界线的斜率越大,对顶煤的扰动范围越大,煤岩分界线的最低点越高,损失的低位顶煤越多,且煤岩分界线最低点基本在该组支架的中心位置;放煤结束后,三口组放出更多支架上方及前方的中低位顶煤,放煤量总体呈现三口>双口>单口的现象。     

综放面顶煤放出规律的UDEC数值模拟研究

指出了UDEC离散元数值模拟软件研究放出规律的优越性,模拟了包括初次放煤、移架、放煤在内的循环放煤过程。通过对比分析不同阶段顶煤放出规律,研究得出:初次放煤过程中,由于支架掩护梁倾角及初次放煤前支架上方顶煤与支架后方顶煤存在一个支架高度的高差,所以放出漏斗开始就呈现出向采空区侧倾斜;随着放煤的进行,煤矸分界线不断沉降,但是放煤漏斗的倾向基本固定。通过对不同阶段放出体形状的对比分析,发现椭球体的长轴基本垂直经过放煤口中心,这与金属矿放矿椭球体相吻合,这说明在放煤过程中主导椭球体方位的是重力作用,而非掩护梁倾角。初次放煤并移架后的放出规律依然符合椭球体放煤理论,由于移架的作用避免了初次放煤后同一椭球面上矸石的放入。     

基于BBR的特厚煤层综放开采放煤方式优化研究

合理的放煤方式是特厚煤层综放开采顶煤充分放出的关键。基于BBR研究体系,对特厚煤层综放开采的放煤方式进行了优化研究,提出了分段大间隔放煤方式;给出了特厚顶煤条件下合理放煤间隔的确定公式,并讨论了其关于破碎顶煤厚度、破碎直接顶厚度和松动体偏心率的敏感性;最后采用PFC数值模拟的方法比较了不同放煤方式的放煤效果。结果表明,与顺序放煤和普通间隔放煤方式相比,分段大间隔放煤方式扩大了可放出区域,减少了架间残煤,使顶煤采出率分别提高了18.2%和9.1%。     

近距离煤层同采下位厚煤层综放工艺参数研究

为了提高近距离煤层同采下位厚煤层综放开采的顶煤采出率,在分析泉店煤矿地质条件基础上,采用PFC数值模拟软件优化分析了顶煤的放煤参数,确定采用0.6 m的放煤步距,上行放煤工艺方式。放煤实测结果表明:单架平均放煤时间为84 s;顶煤的破碎块度在10 cm以下,直接顶破碎块度在30 cm以下;放煤后未见矸石的放煤口占10.3%,矸石比例60%以下的放煤口占86.9%;综放工作面的平均采出率约80.41%,最高采出率为84.3%。     

特厚煤层放顶煤工作面矿压显现基本规律研究

本文通过在同忻矿8202工作面布置监测分站,监测放煤不同阶段矿压数据,分析综放工作面液压支架在放煤前与放煤后支架前后柱的受力变化情况,揭示了矿压显现规律、放煤过程支架前后柱压力变化规律,为完善综放开采放煤工艺奠定了基础。