厚煤层综放煤矸流动规律与工艺参数研究

为缓解近距离煤层上位煤层开采条件判定困难、下位厚煤层综放开采放煤效果较差的问题,以山西省保德县桥头镇保德煤矿为研究对象,通过离散元颗粒流程序(Particle Flow Code,PFC)建立煤矿中12309工作面的数值模型,数值模型中将顶煤和直接顶判定为理想状态下的松散介质,进而设置数值模型的具体参数。数值模型初始状态包括3.54 m的直接顶和6.1 m的煤层,其中煤层分为3 m的上煤层和3.1 m的下煤层。基于数值模型,遵循“见矸关窗”原则和控制变量法,设计一种放煤厚度为2、3、4m,放煤步距为0.8、1.6、2.4 m的组合试验,试验将不同放煤厚度和放煤步距两两结合,共计9组,通过数值数值模型中的试验运行数据结果,获取最合理的工艺参数,9组试验除调整放煤厚度和放煤步距外,其他参数均保持不变(包括矸石颗粒的粒径、物理学参数等)。试验结果表明,在调整放煤厚度时,顶煤的损失量和放煤厚度呈同比例关系,和损失量占比呈反比例关系;在调整放煤步距时顶煤的损失量和放煤厚度呈同比例关系,和损失量占比呈同比例关系,得到数值模型中的最佳工艺参数为2 m放煤厚度、0.8 m放煤步距,煤矿实际后应用2 m放煤厚度后,发现需要较高的支架高度,可能会成为施工安全的潜在隐患,进而对数值模型最佳参数进行优化,最终得到复合煤矿实际工况的最佳工艺参数为3 m放煤厚度、0.8 m放煤步距。

基于煤矸信号特征的自动化放煤技术研究

为了有效判别煤矸信号特征的差异,利用小波变换法中Haar小波系、VisuShrink法对煤矸下落过程中振动信号和声音信号进行了重构,根据重构后的特征信号,重新定义了煤炭和矸石在下落过程中信号特征,并在现场中得到了成功应用,为精确自动化放煤技术提供了重要的基础。