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2021年第09期
2021-09-09
86

仰斜综放开采煤层仰角对顶煤放出规律的影响研究

  • 作者:

    何欣
    刘长友
    吴锋锋
    彭可平
    杨敬轩
  • 关键词:

    仰斜综放开采
    顶煤放出率
    放出体
  • 作者单位:

    中国矿业大学 矿业工程学院
    中煤集团平朔公司 北岭煤业

摘要

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摘要:

为了深入研究仰斜综放条件下煤层仰斜角对顶煤运移的动态变化规律及顶煤损失、冒矸混入的影响机制,以平朔集团井工三号矿34201工作面为研究背景,结合现场的地质及生产技术条件,用数值模拟软件PFC2D 建立了仰斜角分别为0°、13°、23°、33°的数值模型,分析研究了不同条件下的顶煤位移场、接触应力场、煤矸分界面、顶煤位移始动点,并利用fish语言编程记录颗粒编号并反演出顶煤放出体形态,得出顶煤损失空间占位的分布规律,最后结合现场模拟了不同放煤步距下的顶煤流动规律及采出情况。研究结果表明:仰斜角加大了顶煤向采空区一侧的运移,使得煤矸分界面凸向采空区,顶煤放出体超前发育至支架顶梁上方,顶煤位移始动点前移,且随仰角增加位移范围增大;放煤口附近应力链稀疏区呈半圆拱状,随仰角在一定范围内增大,呈扩展趋势,放煤口附近煤体冒放性增强,有利于顶煤采出;仰角过大时顶煤放出困难,顶煤损失加大,损失范围主要位于煤层中上部;相对于其他角度,仰斜角为13°时的顶煤的采出率最高,为83.6%,这与上述结论吻合;统计模拟数据表明当前地质条件下采用两采一放时的顶煤采出率最佳,并在现场应用得到了验证。研究结果为现场仰斜综放开采合理参数确定及提高顶煤采出率提供了依据。

何欣,刘长友,吴锋锋,等.仰斜综放开采煤层仰角对顶煤放出规律的影响研究[J].煤炭科学技术,2021,49(9):25-31. HE Xin,LIU Changyou,WU Fengfeng,et al.Effect of elevation angle of coal seam on top-coal caving law in fully-mechanized top-coal caving mining face during topple mining[J].Coal Science and Technology,2021,49(9):25-31.

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