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.     

平朔矿区综放开采顶煤放出规律试验研究

文章对平朔矿区综放开采的顶煤放出规律进行了研究,针对平朔4#煤、9#煤进行了顶煤放出的相似性模拟试验,得出了不同采放比、使用不同开采方式下顶煤放出含矸率及顶煤放出率的相对关系。通过实验数据分析,得出了平朔矿区综放开采的合理放煤工艺为一采一放。在现场实际放煤过程中,可将煤流中的矸石比例达到1/5作为终止放煤的依据。     

近距离煤层合并综放开采放煤工艺优化研究

为了提高近距离煤层合并综放工作面顶煤采出率、降低含矸率,以袁店一井煤矿822综放工作面为背景,采用PFC~(2D)数值模拟软件对3种不同放煤步距和5种不同放煤方式的顶煤采出率和含矸率进行了对比分析。研究结果表明,当822工作面夹矸厚度2 m、顶煤厚度3 m时,合理放煤步距为两采一放(1.2 m),合理放煤方式为单轮间隔放煤;工作面无论采用何种放煤工艺,都必须要将顶煤下方的夹矸放出后,才能放出顶煤,顶煤含矸率最低理论值为54.35%。     

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"。     

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。     

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。     

多分层厚夹矸放煤技术的研究与实践

为了解决济宁三号煤矿53下09综放工作面多分层含厚夹矸3下煤层的放顶煤开采、提高煤炭回收率难题,采用现场实践研究和理论研究相结合的方式进行了研究分析,以理论分析和生产现场实际应用相结合为主,对多分层厚夹矸复杂结构3下厚煤层中的53下09综放工作面含夹矸顶煤的冒放性、放煤工艺及放煤方式优化的管理及放出规律、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的活动规律和放顶煤开采夹矸的极限厚度,最大限度的提高煤炭回收率,减少采空区自燃发火率,在实际生产中得到了很好的利用。     

邹庄矿大倾角综放开采放煤工艺参数模拟研究

为研究邹庄矿7₂煤层大倾角综放工作面的放煤工艺参数,运用PFC^2D颗粒流数值模拟软件,对比不同放煤步距、方式和顺序下的放顶煤率和含矸率,确定该工作面的最优放煤工艺参数。结果表明：放煤步距中,1.2 m是该工作面的最优放煤步距。单轮顺序上行放煤方式的顶煤放出率及含矸率优于其他放煤方式。通过本次研究,确定了邹庄煤矿7₂煤层大倾角综放面合理的放煤工艺参数,在实际生产中取得了良好的顶煤放出效果。     

特厚煤层合理放煤工艺研究

为了解决特厚煤层放出率问题,针对担水沟煤矿大倾角特厚煤层的复杂地质条件,通过实验室散体实验分析大倾角厚煤层条件下,放煤步距对顶煤采出率的影响,得到不同放煤步距的顶煤的放出率与含矸率,两采一放的顶煤放出率最高,含矸率最低,用PFC数值软件研究了大倾角厚煤层综放开采不同放煤方式顶煤的放出率.确定了合理的放煤工艺,即两采一放双轮顺序放煤、放煤步距为1.6 m.工业性试验表明采用优化后的放煤工艺能够显著提高顶煤的放出率,统计得出9101工作面的顶煤放出率达到87.62％,采出率达到87.12％.     

结构复杂厚煤层综放开采放煤工艺研究

通过对综放工作面含夹矸结构复杂段顶煤放出特征和放煤工艺的研究,提出选择两刀一放单轮间隔放煤方式,有利于提高煤炭回收率,降低原煤含矸率。     

庞庞塔特厚煤层区段煤柱宽度及稳定性研究

本文以庞庞塔9-301综放工作面合理的区段煤柱宽度留设为背景,通过理论计算和Flac3D软件建立模型研究9-301工作面回采时不同区段煤柱宽度下煤柱的应力分布及塑形区情况,确定9-301综放工作的区段煤柱宽度为15m。现场9-301工作面的下顺槽内布置的钻孔应力计测点数据显示,在留设15m宽煤柱的情况下,9-301综放工作面回采过程中巷道变形在可允许范围内,能够保证该综放面的安全回采。     

大倾角松软厚煤层综放开采顶煤运移规律及试验研究

为了提高大倾角松软厚煤层综放开采顶煤采出率,以庞庞塔煤矿9-301工作面为工程背景,综合采用理论分析、现场实测、工业性试验的方法,研究了大倾角松软厚煤层顶煤运移规律和放煤特征。研究表明,9-301工作面顶煤在距离采煤工作面30～50 m范围内开采产生移动,且受倾角影响明显,回风巷顶煤位移量远大于运输巷;统计了不同放煤步距和放煤方式对厚煤层顶煤采出率的影响,结果表明,一刀一放（放煤步距0.8 m）的回采率高于二刀一放（放煤步距1.6 m）,且有利于顶板控制,同时,采用一刀一放、多轮顺序放煤相比一刀一放、单轮顺序放煤顶煤采出率可提高5.5%。研究结果对提高大倾角松软厚煤层综放开采顶煤回采率具有重要指导意义。     

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。     

浅埋坚硬特厚煤层综放开采顶煤冒放结构分析

为深入研究浅埋坚硬特厚煤层综放开采顶煤冒放结构特征,以主采3号煤层的榆阳地区千树塔煤矿作为研究背景,采用数值模拟、理论分析和现场实测等综合方法对坚硬顶煤冒放结构进行了研究,得出靠近工作面两端头位置坚硬顶煤容易形成“悬臂”结构。由悬臂顶煤内部应力解析和模拟得到顶煤不同的破断长度对其垮落放出有着重要影响,当其破断长度小于放煤口水平投影宽度时,垮落放出相对较为容易;当其破断长度大于放煤口水平投影宽度时,垮落放出较为困难,并且增加处理大块煤的时间,该结论解释了坚硬顶煤垮落放出困难的宏观结构因素。     

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。     

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。     

特厚煤层大采高综放开采机采高度的确定与影响

为了确定大采高综放开采合理的机采高度,基于理论分析与数值模拟计算方法,研究了不同机采高度对支架工作阻力、顶煤冒放规律、煤壁稳定性的影响。研究结果表明：大采高综放开采机采高度的确定应充分考虑采放比、煤壁稳定性、矿压显现、顶煤采出率及设备投资等。支架所需支护强度、顶煤采出率、煤壁片帮程度与机采高度成正相关性,但并不是简单的线性关系。由于受顶煤赋存条件及采出率等因素影响,相同采高大采高综放开采煤壁片帮几率要高于大采高综采。大采高综放开采是煤炭开采技术的新突破,是实现特厚煤层安全高效开采的有效途径。     

西部浅埋硬厚煤层顶煤弱化技术与落放规律研究

通过理论分析与数值计算,研究了浅埋硬厚煤层综放开采顶煤的冒放性和散煤落放煤矸分界。提出了相应的顶煤弱化技术方案,并结合现场工业性试验,验证了方案的可行性。研究发现,支架上方松散顶煤存在“落放”两个过程,由于支架放煤口见矸点的周期性上下浮动,采空区煤损具有一定的周期性。     

厚煤层智能放煤工艺及精准控制关键技术研究

基于智能放煤工艺原理和智能放煤工艺流程分析，指出智能放煤工艺的关键是煤矸识别，并阐述了基于振动信号检测、音视频检测、灰分在线检测的智能放煤工艺原理。介绍了通过在支架前部安装UWB透地雷达测量顶煤厚度作为放煤量的基准，采用基于振动加速度传感器的煤矸识别方式进行煤矸识别，以9.5～10.5kHz范围作为矸石放落有效信号为终止放煤基准，通过在综放支架尾梁和插板油缸安装磁致伸缩行程传感器实现对放煤机构动作精准控制。在王家岭煤矿12309工作面综放开采的现场应用证明：采用该智能放煤工艺顶煤采出率达到91%，煤炭含矸率达到20%，与人工放煤“见矸关窗”方式相比分别提高3%、降低3%。总体采放效率提升约20%。     

煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。