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《巨厚煤層放頂煤分層開采試驗研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、!""#年$月礦業(yè)安全與環(huán)保第#"卷第!期巨厚煤層放頂煤分層開采試驗研究李宏達(dá)/太原煤炭設(shè)計研究院，山西太原"#"""+）!"#采用相似材料模擬試驗和有限元數(shù)值分析的方法，對$"%"&巨厚煤層放頂煤分層開采時合理的分層厚度和采放比、頂煤的冒放性及冒放結(jié)構(gòu)、頂煤回收率、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律等進(jìn)行了研究，認(rèn)為巨厚煤層采用分層綜采放頂煤采煤法在開采參數(shù)優(yōu)化的條件下是可行的。$%&’巨厚煤層；放頂煤；頂煤回收率；冒放結(jié)構(gòu)；分層厚度()*+,’’()!-./01’*-23,’+""),$$-./!""#0"!,""!","$我國綜采放頂煤采煤法始于+-)$年，經(jīng)過近
2、!"年的發(fā)展，目前工作面最高單產(chǎn)已達(dá).12!3，該采煤法已經(jīng)成為我國在特厚煤層條件下實現(xiàn)礦井高產(chǎn)、高效的首選采煤方法之一。但國內(nèi)實現(xiàn)高產(chǎn)、高效的緩斜特厚層綜采工作面，開采的煤層厚度一般為4%"5)%"&，個別達(dá)+"%"5+!%"&，而煤層厚度達(dá)$"%"&以上的近水平巨厚煤層，綜放開采目前尚沒有成功的經(jīng)驗可供借鑒。為了探討近水平$"%"&巨厚煤層放頂煤分層開采時合理的分層厚度和采放比、頂煤的冒放性及冒放結(jié)構(gòu)、頂煤回收率、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，采用相似材料模擬試驗和有限元數(shù)值分析的方法，對華亭礦區(qū)煤.層放頂煤分層開采的可行性進(jìn)行了研究。!456789:;!"!
3、:;<=>8?@A相似材料模擬試驗是依據(jù)華亭礦區(qū)煤.層-個鉆孔的煤層條件確定巖層的物理力學(xué)參數(shù)，-個鉆孔所控煤層面積約#%"6&!，平均煤層厚$"%"&，平均采深.#.%!.&。鉆孔柱狀及力學(xué)參數(shù)見圖+。個模型均在#&8#&的平面應(yīng)變?nèi)嵝约虞d相似模擬模型設(shè)計共考慮了#個模型。模型+采用+7#"的幾試驗臺上進(jìn)行。何比例，模擬煤.層頂分層的放頂煤開采情況，分層厚!"#:;BC+!%"&，模擬推進(jìn)長度-"%"&，在開切眼側(cè)沿空掘巷，斷+%!%+頂煤及頂板冒落情況面!%4&8!%$&，在停采線側(cè)留小煤柱!%"&掘巷，斷面+）模型+：頂分層開采時，當(dāng)工作面推
4、進(jìn)至)%9&#%"&8#%"&。模型!采用+7."的幾何比例，模擬煤.層分時頂煤開始冒落，冒高+%+&；工作面推進(jìn)!$%9&時，#個分層放頂煤開采的情況，第+分層厚+.&/包括頂部+!&厚的頂煤全部冒落，工作面開始正常放頂煤。當(dāng)增夾矸層0，第!分層厚+!%"&，第#分層厚+.%"&/包括工作推進(jìn)達(dá)$-&時，直接頂$%"&厚的泥巖及直接頂下夾矸層0，模擬推進(jìn)長度+.""&，在模型兩側(cè)各設(shè)+以上的粉砂巖冒落，冒高4%"&，長!"%"&。條沿空巷道。模型#采用的幾何比例+7+""，分!個分層!）模型!：!頂分層開采時，為了促進(jìn)頂煤冒落，放頂開采，分層厚度
5、!"%"&，模擬推進(jìn)長度+""%"&。#提高初采階段頂煤的回收率，當(dāng)工作面推進(jìn)9%"&時，采取了人工切頂，切斷高度$%"&。當(dāng)工作面推進(jìn)DEFG’!""!,+!,!$)%!&時，頂煤開始冒落，冒高#%.&；工作面推進(jìn)達(dá)·!"·!""#年$月礦業(yè)安全與環(huán)保第#"卷第!期%+&"’時，頂煤全部冒落，冒長.&"’，工作面開始正+"*以上。當(dāng)工作面采至!)&"’時，頂煤全部冒落，常放頂煤。當(dāng)工作面推進(jìn)!$&"’時，直接頂開始冒落，%!&"’以下頂煤的垮落角近/"-，%!&"’以上的頂煤推進(jìn)#"&"’時，老頂粉砂巖冒高#&"’。!第!分層開垮落角僅$+-。當(dāng)
6、工作面采至#!&"’時，直接頂泥巖冒采，當(dāng)工作面推進(jìn)%"&"’時切斷頂煤，工作面推進(jìn)至落，采至$.&"’時老頂粉砂巖冒落，但冒口滯后工作面%%&!’時，頂煤開始冒落，冒高)&"’，冒長+&"’，工作面%+&"’以上，(&"’以上頂煤懸露呈$+-，放煤效果差。!推進(jìn)至%+&"’時，頂煤全部冒落，冒高達(dá)頂分層冒落矸!分層開采，當(dāng)工作面采至%!&"’時頂煤未冒，采取人石，工作面開始正常放頂煤。"第#分層開采，工作面工切頂，切斷高(&"’；當(dāng)工作面采至%.&"’時頂煤開始推進(jìn)至%"&"’時，切斷頂煤，切斷高度#&+’，當(dāng)工作面冒落，冒高%"&"’，懸頂長$
7、&"’；當(dāng)工作面采至!(&"’采至%!&"’時，頂煤冒落，冒高+&"’；當(dāng)工作面采至%+時，頂煤全部冒落，但放煤呈半拱平衡，放煤效果差?！瘯r，頂煤全部冒落，同時其上頂板一直冒到(&$’的砂%&!&!放煤步距和頂煤回收率巖層以上，工作面開始正常放頂煤。試驗時工作面采用了"&)’和"&(’兩個截深，放#）模型#：#頂分層開采，當(dāng)工作面推進(jìn)%!&+’煤采用“一采一放”、“兩采一放”和“三采一放”#時，頂煤冒高!&"’，推進(jìn)至%/&"’時頂煤冒高.&"’，冒種放煤方式，相應(yīng)的放煤步距為"&(，%&)，!&$，%&!’$長%#&"’，放煤后堆積角$+-，且大
8、于%&"’的大塊占種，試驗所得的放頂煤回收率見表%。!%"#$%&’(!放煤頂煤平均頂工作面平均工平均頂平均采空模型分層編
