特厚煤层综放开采煤岩冒放规律及放煤工艺

安家岭2#井工矿9#特厚煤层结构复杂,含夹矸4～9层,因此顶煤能否顺利放出与回收是综放开采成败的关键,为此采用YTJ20型岩层探测记录仪对顶煤裂隙发育情况进行探测,在实测的基础上对其冒放规律和影响因素进行总结分析;同时通过PFC2D3.0计算程序对散体顶煤和部分破碎直接顶在不同放煤方式下的冒落效果进行模拟分析,以确定最优的放煤方式,并在现场进行工业性实验,实测得到煤炭采出率提高了7.22%,取得明显的经济效益。     

小采放比综放开采顶煤放出特点与放煤工艺研究

根据深孔基点位移和现场观测结果,分析了小采放比综放开采顶煤、直接顶的垮落特点及顶煤放出的特点,并据此提出了适应小采放比综放开采的放煤方式———间隔错步放煤。     

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。     

顶煤较薄煤层综放开采放煤工艺研究

通过现场放煤工艺试验及实验室离散元模拟,对顶煤较薄煤层合理放煤工艺参数进行了研究,提出选择较小的放煤步距(O.6m)和单轮间隔放煤方式对提高煤炭回收率,降低原煤含矸率有利.     

特厚煤层综放开采顶煤体“三带”放煤理论与应用

采用实验室实验、数值模拟、相似模拟和理论分析相结合的研究方法,对特厚煤层综放开采顶煤体破坏的演化过程进行了深入研究。结果表明:特厚煤层综放开采过程中,超前支承压力对中、下位顶煤体内裂隙的扩展和顶煤体的破坏起着关键性作用;控顶区内支架的反复支撑进一步加剧了下位顶煤体的破坏;控顶区后的冒落阶段,充分破碎的下位顶煤体能够随采随冒,中位顶煤体随着下位顶煤体的放出而成块状冒落,而上位顶煤体呈周期性滞后垮落。基于特厚顶煤体上、中、下位明显的不同破坏、冒落特征,提出了特厚煤层综放开采顶煤体"三带"结构模型,即自下而上分别为"散体带"、"块体带"、"裂隙梁带"。通过分析各带的破坏动力机制及其冒落特征,提出了分带厚度的确定方法。通过对同煤塔山煤矿特厚煤层综放开采顶煤体垮落形态实测,进一步验证并完善了"三带"结构模型。即:特厚煤层综放开采顶煤体一般存在"三带"结构,但在特定条件下可能只呈现"一带"或"两带",其形成过程主要与顶煤体厚度、煤体强度、煤体裂隙发育程度、地应力等因素有关。     

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%。     

特厚煤层连续群组放煤方法初始顶煤放出规律研究

为了阐明特厚煤层群组放煤条件下初始顶煤的放出规律,采用理论分析和数值模拟的方法,研究了放煤口宽度对顶煤放出体形态特征、煤岩分界面演化以及两者空间关系的影响规律。结果表明,在顶煤厚度12 m条件下,随着放煤高度与放煤口宽度之比(δ值)的增大,放出体偏心率呈增大趋势,当δ值增大到一定程度后放出体偏心率逐渐趋向于一个稳定值。随着放煤口宽度的增大,单次顶煤放出量和放出效率均有显著提升,初始煤岩分界面影响范围不断增大,而其边界斜率呈降低趋势;放出体与煤岩分界面相切段的高度和范围不断增加,更有利于顶煤的充分放出,顶煤放出体与相邻煤岩分界面的相切特征可作为评估连续群组放煤顶煤放出效果的有效方法。     

基于改进BP神经网络的综放开采放煤时间预测研究

综放开采自动化放煤是煤矿智能开采亟待的关键问题,由于样本量少、人工干预程度高,采用传统的BP神经网络算法智能化预测放煤时间的效果并不理想。基于概率统计的思想提出了一种改进的BP神经网络算法,在给定阈值范围内随机选定神经网络层数及单层神经元个数,大量重复进行放煤时间预测,对所有预测结果进行概率分布统计并计算数学期望,将该数学期望值作为最终结果输出。基于该方法的综放开采放煤时间预测数值验证误差小于10%,并成功应用于高家梁煤矿综放开采智能化决策中,证明了该方法的合理性与科学性。     

综放工作面隅角液压放煤装置的研制及应用

针对综放工作面隅角在回采推进过程中需安排专人人工攉煤、风镐破大块煤矸进行煤炭回收存在费工、费时、安全性低的问题,设计、加工、制作了利用液压油缸配扒载装置组成的液压放煤装置,达到了预期的效果,具有一定的推广应用价值。     

大采高综放开采几个理论问题的研究

提出大采高综放开采的概念,对大采高综放开采主要基础理论问题如：大采高综放开采工作面参数的确定、煤壁片帮冒顶机理与防治、提高工作面煤炭采出率、大断面高煤帮巷道支护、围岩活动规律与特种综放支架研发进行了探讨,以期推动这一技术的发展.     

神东矿区保德煤矿综放开采可行性研究

对保德煤矿8 m厚煤层综放开采可行性研究中,在对影响因素分析的基础上,采用多因素综合模糊评判方法得到了8号煤层的可放性为一般偏好;结合对顶煤顶板的深孔基点位移观测,确定了顶煤顶板的垮落和运移特征.研究表明,8号煤层实施综放开采是可行的.     

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。     

特厚煤层综放开采支架工作阻力的确定

采用理论分析的方法对特厚煤层综放开采顶板岩层所成结构及支架工作阻力进行了研究.根据特厚煤层综放开采顶板岩层形成的“悬臂梁-铰接岩梁”结构,给出了直接顶、基本顶的新概念及判据;得出了特厚煤层综放开采支架工作阻力的解析计算式,并进行了实例验证.最后对所选架型现场的动态承载特征及其适应性进行了分析.结果表明：依据支架工作阻力解析式计算结果所选架型可靠性高、支架运行合理,利用率高,对工作面顶板条件适应性较好。     

开滦矿区综采放顶煤工艺煤炭采出率的分析

为了提高综采放顶煤煤炭采出率,结合开滦矿区放顶煤实践,统计分析了煤炭损失构成、形式和数量等,简要介绍了开滦范各庄、唐山矿采用在后部输送机加装尾煤回收装置;采用将工作面输送机机头、机尾布置在巷道中,对端头支架进行放顶煤提高煤炭采出率的技术方法.以及提高综采放顶煤的采出,减少煤炭损失的其他技术途径.     

放顶煤工作面顶煤预爆破弱化技术

沈阳蒲河矿, 在煤层硬度系数f=2~3, 并含有夹矸层的复杂煤层中, 采用顶煤预爆破弱化技术, 成功地实施了放顶煤开采。介绍了工作面巷道布置、顶煤预爆破工艺参数、机理分析、施工工艺及生产效果等。     

特厚煤层大采高综放开采支架外载的理论研究

从理论上分析认为,特厚煤层综放开采直接顶、老顶范围明显加大;从能否对支架产生变形压力角度将顶板岩层分为“无变形压力岩层”和“有变形压力岩层”,并给出了综放支架所受外载的解析计算式,依此分析了特厚煤层大采高综放开采因采厚加大,“有变形压力岩层”的范围将明显加大,从而导致矿压显现异常强烈的原因.     

含夹矸厚煤层综放开采技术分析

针对东滩煤矿主采 3# 煤层中含有夹矸层的特点 ,分析了含夹矸顶煤体的冒放性 ,确定了顶煤中夹矸层的极限厚度 ,提出了解决含夹矸厚煤层综放开采的技术措施     

急倾斜顶底板处顶煤放出规律研究

论文对急倾斜水平分段放顶煤顶底板处的顶煤放出进行了试验研究,分析了三角煤损失及煤岩分界线的状态,以底板三角煤采出率的大小为依据,对合理顶煤分段高度的取值及合理放煤支架位置的布置进行了研究;以顶板处放煤后煤岩分界线的状态为依据,对顶板影响区的顶煤放出提出了放煤时间控制放煤口何时关闭,而非见矸关门。     

综放开采顶煤变形及破断规律的分析研究

综放开采时,实现顶煤的破碎和顺利放出是放顶煤工作的核心问题,而顶煤的有效破碎又是顶煤放出的前提,同时又是支架选型的依据,并且也是衡量放顶煤效果的主要依据,因此有必要对顶煤的变形破坏机理进行系统分析研究。通过阅读大量有关资料,结合义马耿村煤矿的现场实测,并参考其他放顶煤工作面的观测成果,探讨了综放开采顶煤变形及破断规律。