厚煤层放煤工艺参数的散体模拟研究

为了优化放煤工艺参数,依据相似理论,采用散体相似模型的试验方法,分析了顶煤放落过程中煤矸的成拱类型,成拱几率,分析了不同放煤步距对煤矸流动形态及混矸程度的影响。试验表明,采用两采一放提高了复杂结构顶煤的可放出性、顶煤采出率,使含矸率降低。     

振动条件下顶煤放出规律数值模拟研究

如何了解破碎煤、矸放落时的运移规律并加以控制以提高煤炭采出率是放顶煤开采技术亟待解决的问题之一.对此本文针对该问题进行了顶煤放出规律的离散元数值模拟研究.通过块裂顶煤放落过程模拟软件的编制开发和块裂顶煤放落过程的离散元数值模拟研究,获得了块裂顶煤在无振动和振动条件下顶煤的放落规律.研究结果表明,采用振动放顶煤技术,可有效地破坏块裂顶煤在重力放落过程(无振动条件下)中出现的拱式结构;同时采用振动放顶煤技术,可使块裂顶煤的放落过程由漏斗式下落转变为较稳定的逐层均匀放落,验证了利用该技术可达到提高顶煤采出率、降低含矸率的目的.     

提高综放工作面顶煤冒放性的深孔松动爆破技术

为了提高厚煤层中的综放工作面顶煤放出率,应用深孔松动爆破理论设计了山西后安煤矿90101综放工作面顶煤预裂和松动的深孔爆破参数,并进行了现场试验。试验结果表明,由于深孔松动爆破技术能使顶煤煤体在放顶煤之前破裂和松动,使得顶煤在放出过程中能以中、小块垮落,顶煤的放出率提高了5%。     

含硬煤分层厚煤层放煤工艺参数优化研究

 摘要：针对秦源煤矿含硬煤分层综放面放出煤块大,单架放煤时间长,放出率低的问题。通过PFC2D数值模拟和现场工业试验相结合的方法,分析了不同放煤步距和放煤方式对煤矸流动形态及顶煤损失特征的影响。得出采用两刀一放单轮间隔放煤的放煤方式,能加强对顶煤的扰动改善含硬煤分层顶煤的冒放性,同时有效控制含矸率,提高顶煤回收率。     

利用振动波提高综放回收率改善煤质的试验研究

针对“综放”开采顶煤损失较大、煤质较差的弱点,本文分析了利用振动波提高顶煤的可放性,减少堵塞,改善放出过程中煤矸石流动规律的力学过程.试验和分析显示,采用振动技术可提高“综放”开采回收率,改善煤质.     

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%。     

提高顶煤采出率的探讨

从顶煤的冒放性 ,顶煤的采出率及影响因素等方面进行论证 ,提出提高顶煤采出率的主要途径 :合理选择架型 ,合理选择工作面推进方向 ,优化放顶煤参数 ,并通过对顶煤运动规律 ,顶煤冒放性规律的研究 ,确定合理的放顶煤步距 ,合理的采放高度比和合理的放煤工艺 ,从而提高回采率     

低位综放开采顶煤放出率与含矸率的关系

进行了考虑煤矸破碎块度沿厚度方向变化的散体模型放煤工艺试验研究,分析了低位综放开采的煤矸流动形态特征及过量放煤对煤矸分界线形态的影响,研究了混矸程度与顶煤放出率的关系,提出了顶煤拐点放出率的概念;研究了放煤过程中煤矸流中矸石比例的变化规律,分析了过量放煤对后续放煤的影响.在放煤过程中可以将放煤口煤矸流中矸石的比例为1/3作为终止放煤的依据,对应的顶煤放出率可达94％,含矸率为10％左右,增加一定的含矸率可大幅度提高顶煤放出率.放煤口煤矸流中矸石的比例最大不能超过1/2,否则,增加含矸率对提高顶煤整体放出率的作用降低,且不利于后续放煤.     

元堡煤矿浅埋特厚煤层综放开采顶煤冒放性研究

为了提高元堡煤矿浅埋特厚煤层综放开采顶煤的回收率,以该矿1901综放工作面的开采条件为背景,采用理论分析和模拟试验,就顶煤厚度和放煤步距对顶煤冒放性的影响规律进行了研究。结果表明:随着顶煤厚度的增加,顶煤放出率呈现先增大后减小的趋势,而放出煤体中的含矸率和放矸率则呈现一直减小的趋势;随着放煤步距的增大顶煤放出率、含矸率、放矸率则都是呈现一直减小的趋势。由此确定出1901综放面3.5 m机采高度条件下的临界放煤厚度为10 m,最佳放煤方式为"一采一放"。     

急倾斜厚煤层走向长壁综放开采放煤工艺参数优化

针对宝积山煤矿特有的急倾斜厚煤层走向长壁综放开采放煤工艺参数需进行优化的问题,通过PFC2D数值模拟和现场工业试验相结合的方法,分析了不同放煤方式和放煤步距对煤矸流动形态及顶煤损失特征的影响。得出采用"两刀一放"双轮间隔放煤的放煤方式,能加强对顶煤的冒放性,有效控制含矸率,提高顶煤回收率。     

堤坝下放顶煤协调开采技术研究

结合郑煤集团公司米村煤矿的地质采矿条件,进行了水库坝体下放顶煤协调开采设计,并通过理论计算分析得出了水库坝体下放顶煤协调开采的导水裂缝带高度,研究了水库坝体下放顶煤开采的安全性.对水库坝体进行了灌浆加固,以增强坝体的稳定性和防渗能力.上述措施不仅确保了水库堤坝下放顶煤的安全高效开采,而且实现了水库坝体的安全运行.     

大柳塔矿活鸡兔井12煤下分层放顶煤工作面放煤效果研究

为了解决活鸡兔井复合区特厚硬煤上分层综采、下分层综放工作面在回采过程中存在工作面机尾段放煤效果差、采空区遗煤多的问题,根据复合区开采煤层的地质条件,对影响放顶煤工作面冒放性的主要因素进行分析,对工作面机尾段顶煤分别采取高压水力预裂、高压气体深孔预裂进行预先弱化的技术。通过在12下206综放工作面实施表明：高压水力预裂技术,预裂之后放煤效果有所提升,但效果不佳,顶煤回收率只有50%～70%左右。高压气体深孔预裂新技术可对顶煤实施预裂弱化,产生大量裂隙,增强顶煤的冒放性,顶煤回收率可达到85%左右,同时也可以释放上覆煤岩应力,防止回采过程中机尾段顶板突然垮落造成支架压死。固体产气预裂技术的应用,可以预先弱化坚硬顶煤,增强顶煤的冒放性,降低块煤率,提高采出率,同时减弱周期来压的显现强度,为放顶煤的安全生产提供有效的保障。     

主关键层结构稳定性对导水裂隙演化的影响研究

针对部分矿区采动导水裂隙异常发育的问题，采用模拟实验和工程探测的方法，就主关键层结构稳定性对顶板导水裂隙演化和含水层水位的影响进行了深入研究。结果表明：当主关键层与煤层间距小于7~10倍采高时，顶板导水裂隙会发育至基岩顶界面，但主关键层上部的导水裂隙会随主关键层结构稳定性的变化呈现出两种不同的演化形态。当主关键层结构稳定运动时，主关键层上部导水裂隙经历“产生-发育-闭合”的过程；当主关键层结构滑落失稳时，主关键层上部导水裂隙形成后难以随采动闭合消失。现场工程探测结果验证了上述主关键层结构稳定性对导水裂隙演化的影响规律。提出了采用高阻力支架来控制主关键层结构不发生滑落失稳的措施，使导水裂隙可以随采动逐步闭合，含水层水位逐渐恢复，进而实现保水采煤的目标。     

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．     

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。     

斜沟煤矿提升顶煤回收率技术实践

面对日趋减少的煤炭资源,只有精采、细采,才能实现煤炭资源的最大产出率,而提升顶煤回采率就是最有效的措施。在斜沟煤矿23110综放工作面顶煤回采工程实践中,笔者科学合理地制定了提升顶煤回收率的措施:通过分析矿井实际生产条件,明确顶煤回采率的科学计算方式,从细化探煤工作、调整放顶煤工艺、部分端头过渡支架顶煤回收等方面入手,将斜沟煤矿23110综放工作面顶煤回收率提高到约86%,对类似条件的煤矿有一定的参考价值。     

粘度测量原理与方法

粘度是表征流体性质的一个重要物理量。它的测量在石油、化工、医学、国防和煤炭等国民经济中发挥着越来越重要的作用。主要分析了管流法、落球法、圆盘法的测量原理,并对各种测量方法及应用范围予以介绍。     

块度级配对散体顶煤流动特性影响的试验研究

掌握破碎后散体顶煤的流动特性和放出规律是综放开采优化放煤工艺参数、提高顶煤采出率、降低含矸率的重要基础。不同块度的顶煤在松散煤块集合体中所占的比例称之为块度级配,块度级配是松散煤体流动特性的重要影响因素之一。为了研究块度级配对散体顶煤流动特性的影响,基于自主研制的放煤试验台,采用物理模拟试验和理论分析相结合的方法探究了块度级配对初始放煤量、颗粒运移轨迹以及煤岩分界面演化特征的影响。不同块度级配条件下的放煤试验结果表明,初始放煤量随顶煤平均块度的增大而增大;放出顶煤的块度级配变化显著,小块度顶煤占比高时,大块顶煤更易被放出;反之,大块顶煤因成拱频繁而放出量少;初始煤岩分界面演化过程中其最低点由放煤口中心线逐渐偏向采空区侧,且顶煤平均块度越大越显著,其运动轨迹基本符合横向抛物线形式。支架上方顶煤颗粒运动速度明显快于采空区侧顶煤颗粒;顶煤平均块度较小时,顶煤颗粒运动速度较快,成拱次数较少;顶煤通过放煤口以后,顶煤流动扩散角随顶煤平均块度的增大而增大。基于散体介质力学理论推导了支架侧和采空区侧初始煤岩分界面动态演化方程,结合放煤试验结果确定了不同顶煤块度级配条件下煤岩分界面理论方程的修正系数取值:支架侧初始煤岩分界面理论方程的修正系数k_R的取值为0.30～0. 35,采空区侧分界面理论方程的修正系数|k_L|的取值为0.25～0.28;讨论了顶煤块度级配对方程修正系数的影响规律,发现随着顶煤平均块度的增大,k_R和|k_L|的取值范围呈增大趋势。     

紫色砂页岩烧结砖存在的问题及工艺改进研究

针对紫色砂页岩烧结砖出现的石灰爆裂问题，通过实验研究，在不增加生产成本和工艺程序的条件下，改变码窑方式即增大砖窑边角和顶部的码窑密度，从而提高烧结温度；用高硫煤作为内燃煤，即用煤中的硫固定碳酸钙分解形成的氧化钙，从而使砖的质量显著改善。