近距离特厚煤层综放开采可行性及合理放煤工艺研究

目前针对近距离煤层厚度变化范围较大、煤层厚度超出正常开采高度的工作面的合理放煤工艺参数研究较少。以内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司西露天煤矿011N1^(-1)工作面为研究对象,开展了近距离特厚煤层综放开采可行性及合理放煤工艺研究。首先,通过理论分析计算出近距离特厚煤层上方021N2工作面开采后底板最大破坏深度为3.88 m,小于011N1^(-1)工作面与021N2工作面之间的距离,表明对下煤层011N1^(-1)工作面进行综放开采是可行的。然后,结合理论分析与现场实测,采用模糊数学方法量化了煤体单轴抗压强度、煤层埋深、煤层厚度、煤体裂隙发育程度、顶板级别及煤层夹矸厚度对顶煤冒放性的影响,基于隶属度函数评定011N1^(-1)工作面顶煤冒放性为中等水平。最后,基于PFC 2D离散元颗粒流软件建立了放煤数值模型,分析了不同采放比和放煤方式对顶煤采出率的影响,发现当煤层厚度超过正常开采高度时,将工作面采放比定为1∶4.5可有效适应煤层厚度变化,此时对顶煤采出率的影响较小,且采用三轮放煤工艺可有效提高顶煤采出率。现场放煤效果表明,优化放煤工艺后,随着煤层厚度的增大,增大采放比能够较好地适应地质条件变化,显著提高工作面顶煤采出量。