煤矿矸石充填效果受夯实角影响研究

为了研究充填支架夯实机构的夯实角对矸石散体夯实效果的影响,以ZC1800/14/25型充填液压支架为原型,采用离散元数值模拟的方法构建矸石充填工作面空间模型,分析了推压板和矸石散体在夯实过程中的力链演化,研究了夯实角与夯实板推压力、矸石破碎程度、欠接顶量和矸石质心位置之间的关系。研究结果表明:随着夯实角的减小,夯实作用会影响到较大范围的矸石并压碎部分矸石,夯实板压力较大;随着夯实角的增大,夯实板压力降低,且推动的矸石量较少。最终确定夯实角为10°时,夯实机构对矸石散体的充填效果最好,研究结果可为充填工作面现场操作提供理论依据。

矸石充填夯实工艺模拟及效果分析

为了研究夯实工艺对夯实效果的影响规律,采用基于离散元的数值模拟方法建立矸石充填工作面空间模型,以ZC1800/14/25型充填液压支架为研究对象,开展矸石充填体多次推压夯实模拟试验,分析了夯实过程中夯实板压强、接顶率和坡面斜率随时间和夯实次数的动态演化规律,对不同目标夯实角条件下多次推压模拟效果进行了对比分析。研究结果表明:目标夯实角为32°时,前4次推压充填体未接顶而夯实力较小,随后的第5~10次推压夯实峰值压强逐渐升高,夯实效果较好;接顶率伴随每次推压和回撤过程呈现一个“心电”形状,目标夯实角不同时,“心电”形状呈现不同形态;当夯实次数为10时,坡面斜率随夯实次数整体上呈现递增趋势,目标夯实角为32°时,第5次推压后,每一个波峰基本都能达到0.99,夯实效果相对最佳。