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1、煤礦現(xiàn)代化2014年第5期總第122期數(shù)值模擬法確定特厚煤層合理分層開采參數(shù)的研究宣國瑋(山西省忻州市神達(dá)能源集團(tuán)有限公司，山西忻州034000)摘要基于提高回采效率的考慮，針對具有緩傾斜特厚煤層賦存特點的棲鳳煤礦5#煤層進(jìn)行分析?？梢哉J(rèn)為，分層綜采或者單一綜放工藝都無法取得預(yù)期效果，故采取分層綜放進(jìn)行回采。首先通過頂煤冒放性分析，求得理論合理的分層厚度。由于相似材料模擬的限制因素，采取經(jīng)濟(jì)有效的有限元數(shù)值模擬軟件對理論分層條件下的礦壓規(guī)律顯現(xiàn)進(jìn)行模擬，驗證了在此綜放分層層厚及采放比的條件下有利于進(jìn)行安全生產(chǎn)。對于相似礦井的回采方案選擇具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞分層綜放；FL
2、AC3D；頂煤冒放性；特厚煤層中圖分類號：TD823．25+4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1009—0797(2014)05—0075—03我國厚煤層資源(厚度≥3．5m)儲量豐富，儲量影響頂煤冒放性的主要影響因素有：煤層強(qiáng)度、約為煤炭總儲量的44％，厚煤層的產(chǎn)量也占總產(chǎn)量賦存深度、煤層夾矸；頂板巖性及厚度；放煤工藝等。的40％以上。厚煤層資源在我國廣泛分布且厚煤層由地質(zhì)資料可知，5號的單向抗壓強(qiáng)度為14MPa，根是我國實現(xiàn)高產(chǎn)高效開采的主采煤層，研究厚煤層據(jù)煤層的硬度系數(shù)與頂煤跨落角的關(guān)系(引用)，可的開采技術(shù)，對于提高我國的資源可持續(xù)發(fā)展性及以求得垮落角為100?！?20。，
3、平均為110。，頂煤經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。能夠隨采隨冒。目前特厚煤層的開采方法主要可分為大采高一次為使頂煤能夠在支承壓力作用下完全破壞，賦采全厚綜采采煤法、綜采放頂煤方法和分層開采方法。存深度應(yīng)能滿足條件3：H≥11．7Re，其中H代表賦在現(xiàn)有的技術(shù)裝備條件下，煤層厚度在3．5～6．Om時應(yīng)存深度，由5號煤層的單軸抗壓強(qiáng)度Rc求得放頂煤優(yōu)先采用大采高一次采全厚綜采采煤方法；煤層厚度的要求埋藏為163m，實際首采工作面的埋深約為在6～10m時可選用放頂煤一次采全高開采方法；當(dāng)煤200m，適合綜放開采。層厚度大于10m時可采用分層開采和放頂煤開采兩首采工作面含1～5層夾矸，夾矸
4、厚0．28～種方法，其選擇的依據(jù)主要取決于煤層的可放性。本文0．76m，一般小于0．50m，屬結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜，主要巖將針對棲鳳煤礦所采用的分層開采技術(shù)進(jìn)行研究。性為炭質(zhì)泥巖，夾矸層厚度對放頂煤的影響較??；5號煤層直接頂板或老頂為中細(xì)粒、中粗粒砂巖，厚度l綜放工作面地質(zhì)條件及分析0～12．10m，巖性為灰白色，質(zhì)硬，裂隙發(fā)育，成分主要棲鳳煤礦位于山西省忻州市寧武縣，于2009年以石英為主，屬半堅硬～堅硬巖石。直接頂或偽頂為整合后隸屬于山西忻州神達(dá)棲鳳煤業(yè)有限公司，礦泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度0～13．82m，巖性為灰色、灰黑井設(shè)計生產(chǎn)能力0．90Mfa。本礦井主采煤層為2號煤色，質(zhì)軟，
5、屬軟弱～半堅硬巖石。根據(jù)該礦普采放頂層與5號煤層。煤工作面實際參數(shù)，其頂板粘結(jié)性較差，工作面初次首采5號煤層屬于石炭系上統(tǒng)太原組，首采工來壓步距在12～18m左右，頂板較易垮落，5號煤層作面為51401工作面，埋深約為200m。5號煤層平均節(jié)理發(fā)育，冒放性較好。綜合以上分析，可以確定可采厚度14．5m，結(jié)構(gòu)簡單，屬厚～特厚煤層。煤層平本礦5號煤層頂煤冒放性較好。均傾角為18。，屬于緩傾斜煤層。3數(shù)值模擬結(jié)果分析在礦井整合前由于開采工藝落后，造成大量的資源損失。如果對5號采用分層綜采，則會造成分層3．1模型的建立過多，增加巷道掘進(jìn)工程量和工作面搬家次數(shù)，不符為了掌握確定分層厚度
6、開采條件下，上分層開合經(jīng)濟(jì)效益要求。但若采用綜采機(jī)械化放頂煤開采采活動對下分層的影響，本次參數(shù)方案確定借助有方法，則不能滿足國家對于放頂煤安全生產(chǎn)的采放限差分元數(shù)值模擬軟件FLAC3D進(jìn)行確定。比要求。故建議對5混合煤層采取分層綜合機(jī)械化FLAC3D采用摩爾庫倫屈服準(zhǔn)則判斷巖體的破放頂煤開采方法進(jìn)行開采。壞，采用軟化模型反映煤體破壞之后，殘余強(qiáng)度隨著變形發(fā)展的而逐步破壞降低的性質(zhì)。2頂煤冒放性研究根據(jù)本工作面的地質(zhì)及開采條件，確定模型的·75·
