大倾角厚煤层开采不同采高与放煤步距的影响分析

大倾角厚煤层是我国面临的重要的煤层开采形态,由于煤层的倾角较大,造成开采难度的增加。采用放顶煤综采过程中,不同的采高及放煤步距对顶煤的放出具有重要的影响作用。针对大倾角厚煤层开采过程中,不同采高及放煤步距对顶煤采出率的影响采用PFC仿真模拟的方式进行分析。建立了不同参数的开采模型,对开采过程进行仿真模拟,得到采高为4 m放煤步距为1.6 m(两采一放)的开采工艺为最佳的开采参数,此时顶煤的采出率最高,且具有较好的操作性。

特厚煤层综放开采顶煤遗失机理及放煤步距优化数值模拟研究

为确定特厚煤层综放开采的合理放煤步距,探究放煤步距对顶煤遗失和回收率的影响机理,以塔山煤矿8222综放工作面为工程背景,采用CDEM颗粒-块体单元耦合数值模拟方法,建立考虑液压支架支撑作用的二维走向开采数值模型,研究特厚煤层综放开采放煤步距对遗煤形态、放煤漏斗、煤岩分界线等的影响,揭示“见矸关门”条件下的顶煤遗失机制,探索顶煤在采空区内随综放工作面循环推进的遗失规律。结果表明:随着综放工作面不断推进,液压支架上方的矸石提前到达放煤口,采空区一侧部分顶煤未能放出而留在采空区内,造成顶煤遗失;放煤步距对煤岩界面形态和煤岩相互侵入有显著影响,进而影响顶煤回收率和混矸率;通过数值分析、顶煤回收率和总回收量指标确定了塔山煤矿8222综放工作面12 m顶煤厚度下最佳放煤步距,为0.8 m。

采高、放煤步距等参数的优化

为进一步提升综合机械化放顶采煤方法开采的安全性和顶煤的回收率,以16#煤层工作面为例,在对其地质、煤层等条件分析的基础上,基于FLAC3D软件构建数值模拟仿真模型,并对模型的岩体参数进行设置,重点对不同采高和放煤步距对煤体的破坏情况进行对比,最终确定得出最佳采高范围控制在2.0~2.5 m之间,放煤步距为0.6 m。

综放顶煤放出规律与放煤步距的离散元仿真研究

综放开采的合理放煤步距是研制综放工作面成套技术装备的基础,是提高综放工作面采出率与煤质的关键之一。对颗粒状散体介质离散元软件进行再开发时,单元的接触关系采用弹性及阻尼元件,以适应煤矸放出过程的力学特性,基于Windows环境进行封装处理,通过添加虚拟壁功能实现分层散体介质的仿真处理。在低位综放支架、放煤口水平投影宽度为0.8m条件下,对不同采煤步距(0.6,0.8,1.0,1.2m)的顶煤放出规律进行了离散元仿真研究,从顶煤损失与含矸率两个方面分析得到综放合理放煤步距为1.0m,较合理的放煤步距为0.8m,即分别稍大于或等于放煤口水平投影宽度。综放工作面采煤机截深、支架及运输机前移步距应按合理或较合理放煤步距设计。据此研制成功综放成套设备(步距为0.8m),实现了适应顶煤放出规律的一采一放、平行作业的采放工艺,大幅度提高顶煤综放开采的高产高效水平。

合理放煤步距的实验研究

设计制作了用于分析合理放煤步距的大比例放顶煤专用平面模型试验台,以兴隆庄煤矿5318工作面为模拟原型,采用大比例模拟实验对0 6,0 8,1 0,1 2m四种放煤步距进行了实验分析 结果显示,在兴隆庄煤层条件下综放合理放煤步距为0 8m、采出率与灰分呈抛物线关系.最后讨论了放煤关口时间与放出体灰分的定量关系.研究结论与现场实测结果吻合,并成功地应用于5318工作面的生产实践,取得了年产超过400万t的高产高效生产水平.

关于放顶煤综采放煤步距的理论探讨

在实际观测基础上,把已垮落破碎的顶煤抽象为松散介质,通过相似材料模拟实验,全面分析了放煤步距对顶煤回收率的影响,从而提出了合理放煤步距的新概念,同时利用松散介质放出椭球体理论建立了确定合理放煤步距的数学模型,为在各种放顶煤条件下选择合理放煤步距确立了定量关系。

基于椭球体理论的放煤步距与放出率关系研究

为提高平朔井工一矿放顶煤的放出率,在椭球体放煤理论的基础上,推导了可放椭球体、实放椭球体方程以及松动椭球体之间的相互关系;根据该关系计算了4106工作面在不同顶煤厚度和放煤步距时的顶煤放出率,计算结果表明:当顶煤厚小于4 m时,其最佳放煤步距为0.8 m,当顶煤厚为4~7 m时,其最佳放煤步距为1.6 m,当顶煤厚大于7 m时,其最佳放煤步距应为2.4 m;从而提出了不同顶煤厚度应采用的最佳放煤步距,提高了井工一矿综放工作面顶煤放出率。

松散细砂岩顶板下综采合理放煤步距的确定

针对厚煤层顶板存在松散细砂岩的煤层条件,依据相似理论,采用散体相似模型试验的方法,分析了不同顶煤块度下不同放煤步距对煤矸砂流动形态及混矸的影响规律,给出了不同煤矸块度条件下的放煤步距选取原则。研究结果表明,采用三采一放有利于控制顶板中的松散细砂岩,降低放出顶煤中的含砂量。

放煤步距对厚煤层顶煤冒放规律的影响

为了确定放煤步距对顶煤冒放规律的影响,我们通过实地测量的数据,基于理论分析与数值模拟计算方法[1],研究了不同的放煤步距对顶煤放出率、含矸率等造成的影响,合理的放煤步距应使顶煤放出率最高,含矸率最低。研究结果表明:放煤步距的大小对顶煤冒放性有很大的影响:若放煤步距太大,在采空区侧将留有较大的三角煤,放不出来;若放煤步距太小,则后方矸石易混入窗口,影响煤质,造成上部顶煤的丢失。

厚煤层大采高综放开采合理放煤步距的相似模拟研究

合理放煤步距的确定是综放工作面进行设备选型以及参数优化的前提,同时也对其采出率及煤质有着重要的影响。在散体介质相关理论的指导下,根据龙泉煤矿煤层地质条件,以大比例相似模拟实验为基础并结合现有理论的研究成果,得出了综放机采高为3.5 m时不同步距下放煤量、回采率、含矸率等放煤效果参数,并在对比分析3种放煤步距的基础上得到了该矿3.5 m大采高条件下0.8 m放煤步距为最合理参数。研究结论与现场实测结果吻合,并成功地应用于4101工作面的生产实践,显著提高了开采效率。

采放比、放煤步距及放煤顺序的选择

通过对比试验和现场实践,总结出了大倾角较薄厚煤层综采放顶煤的采放比、放煤步距、放煤顺序、支架稳定性控制、初采及末采等关键技术。

中硬煤层放顶煤时的顶煤运动与放煤步距分析

中硬煤层放顶煤开采时的顶煤运动规律是水平位移与垂直位移的一个复合运动。对中硬煤层（硬度系数2～3）放顶煤开采时顶部煤摆的运动形态进行了分析，提出了确定中硬煤层放煤步距的基本思路。

特厚煤层大采高综放合理放煤步距研究

通过PFC2D数值模拟软件,模拟分析顶煤流动状态及损失情况,并根据顶煤回收率和含矸率的相对应关系,确定合理的放煤步距,研究发现,在顶煤厚度为14,16,18 m情况下,采高为4.5 m,合理放煤步距分别为1.6,1.6,3.2 m,顶煤回收率分别达到85.2%、83.6%、83.4%,含矸率也在允许范围内,随着顶煤厚度的增加,放煤步距应合理增大,以提高顶煤回收率。

浅埋综放工作面放煤方式及放煤步距研究

为了确定山西泽州天泰坤达煤业3202综放工作面合理放煤方式及放煤步距,采用PFC2D模拟软件,对3202综放工作面不同放煤方式下的煤、矸复合介质流运动特征进行了模拟分析,并对不同方式的应用效果进行了验证,以放煤量及煤体含矸率为评估指标,得出3202综放工作面最优放煤方式为两采一放,放煤步距为1.2m。

综放工作面放煤步距数值模拟研究

为了确定某矿5-108综放工作面合理的放煤参数,依据散体介质相似理论和现场数据,运用PFC2D(散体颗粒流)数值模拟软件,研究不同放煤步距对顶煤移动放出规律、煤岩流动轨迹以及顶煤回收率和含矸率的影响。通过模拟得出最优的放煤方式,在此基础上运用PFC软件模拟分析选择最佳的放煤步距。结果表明,5-108综放工作面最优放煤方式为两采一放,最佳的放煤步距为1.6m。

使用放顶煤支架最佳放煤步距的探讨

本文根据放煤理论，探讨了最佳放煤步距的确定方法。

大采高综放工作面合理采高和放煤步距优化研究

本文在以往研究成果的基础上通过运用数值模拟、理论分析等多种研究方法,研究和分析厚煤层大采高综合放顶煤工作面合理采高和放煤步距等工艺参数的优化计算。应用FLAC3D软件模拟不同采高对应力场分布、剪应力场分布、位移分布等影响结果,应用PFC软件对放煤步距等工艺参数进行分析,模拟得出4m采高为相对合理的割煤高度,4m采高条件下,为提高顶煤回收率,可以采用一刀一放顺序放煤。

使用放顶煤支架最佳放煤步距的探讨

根据放煤理论,探讨了最佳放煤步距的确定方法.

孟家窑煤业厚煤层综放合理放煤步距理论分析

综放工作面合理放煤步距的确定,是回采工作面在机器设备选型及优化参数时的基础,也是保证采出率及煤质的重要因素。在椭球体放煤理论的指导下,根据孟家窑煤业煤层赋存条件,通过理论分析计算,当煤层厚度为13.74m时,即割煤高度为4.5m,顶煤高度为9.24m,1.6m放煤步距(两采一放)比0.8m放煤步距(一采一放)顶煤放出率高,确定了1.6m放煤步距(两采一放)是最为合理的放煤步距。

大倾角综放工作面顶煤损失分布特征及放煤步距优化

为提高唐山矿0291综放工作面的顶煤回收率,针对生产过程中的端头、架间、初采等7个方面的顶煤损失问题,理论计算了顶煤损失量,分析了工作面顶煤损失分布特征,将步距间损失作为优化对象,选用PFC2D软件对放煤步距进行优化,按照“见矸即停”原则,比较不同放煤步距的顶煤放出量,模拟结果表明:顶煤放出量随着支架的推移呈现明显的波动性,“一刀一放”的放煤量在80~560块之间,“二刀一放”的放煤量在50~680块之间,“三刀一放”的放煤量在100~1100块之间,从放出总量来看,放煤效率最高的是“一刀一放”,其顶煤放出总量为3832块,因此放煤步距优化为“一刀一放”时,可有效降低放煤步距间损失。