浅埋双硬特厚煤层放煤规律分析及参数研究

新疆地区煤炭资源埋藏较浅、煤层较厚、煤层与顶板坚硬而导致顶煤冒放性较差,无法实现安全高效放顶煤开采,并且目前针对浅埋双硬特厚煤层综放工作面高效放煤的相关研究较少。针对上述问题,以榆树岭煤矿110501综放工作面为工程背景,对浅埋双硬特厚煤层放煤规律进行研究,从而确定合理的采放比及放煤工艺,提高采出率。采用FLAC3D软件分析了综放工作面回采过程中煤岩破坏规律,以设计合理采放比。结果如下:①随着工作面采高不断增大,顶煤及煤帮的屈服破坏系数不断增大,且工作面煤帮超前支承应力峰值和影响区域逐渐增大。②综合考虑顶煤、煤帮的稳定性和冒放性,设计采高为4.0 m,放顶煤高度为4.6 m,采放比为1∶1.15。利用PFC2D软件分析了综放工作面顶煤冒放规律,以设计合理放煤工艺(包括放煤步距和放煤方式)。结果如下:①“一采一放”含矸率比“两采一放”“三采一放”高,但由于放煤步距较小,整体放出率高于“两采一放”“三采一放”,因此选用“一采一放”的放煤步距。②单轮放煤相比于2轮放煤,放煤速度高,但含矸率较大,放出率较小;2轮间隔放煤与2轮顺序放煤相比,放出率较高,因此选择2轮间隔放煤方式。将设计的采放比和放煤工艺应用于110501综放工作面工程实践,结果表明:该工作面顶煤放出率为82%~87%,平均放出率大于82%,放煤效果较好。