L 科技創(chuàng)新與應(yīng)用l 2013年第21期工業(yè)技術(shù)放煤步距對(duì)厚煤層頂煤冒放規(guī)律的影響崔滿堂高林生郭紅軍張超(中國(guó)礦業(yè)大學(xué),江蘇徐州211161)摘要:為了確定放煤步距對(duì)頂煤冒放規(guī)律的影響,我們通過(guò)實(shí)地測(cè)量的數(shù)據(jù),基于理論分析與數(shù)值模擬計(jì)算方法",研究了不同的放煤步距對(duì)頂煤放出率、含矸率等造成的影響,合理的放煤步距應(yīng)使頂煤放出率最高,含矸率最低。研究結(jié)果表明:放煤步距的大小對(duì)頂煤冒放性有很大的影響:若放煤步距太大,在采空區(qū)側(cè)將留有較大的三角煤,放不出來(lái);若放煤步距太小,則后方矸石易混入窗口,影響煤質(zhì),造成上部頂煤的丟失關(guān)鍵詞:放煤步距;厚煤層;放出率;頂煤厚度引言采一-放7次(進(jìn)7刀),兩采- -放6次(進(jìn)12刀),三采- -放6次我國(guó)大傾角厚煤層儲(chǔ)量豐富、分布廣。大傾角厚煤層開(kāi)采目前(進(jìn) 18刀)。支撐頂煤鋼板的寬度等于采煤機(jī)的- -次進(jìn)刀截深,- -采的發(fā)展水平遠(yuǎn)低于緩傾斜煤層,存在著一- 系列沒(méi)有解決的基本技術(shù)-放時(shí),每次抽出一.塊鋼板放煤;兩采一放和三采--放,重復(fù)移架，難題，對(duì)大傾角綜放開(kāi)采時(shí)頂煤運(yùn)移及放出規(guī)律更是缺乏系統(tǒng)全面隔開(kāi)采煤和放煤部分的鋼板寬度正好等于采煤機(jī)的截深.使模擬的的認(rèn)識(shí)，對(duì)許多影響頂煤冒放規(guī)律的因素也缺乏足夠的了解。放煤過(guò)程與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的動(dòng)態(tài)過(guò)程基本相似，頂煤放不出或產(chǎn)生拱為此,本文基于擔(dān)水溝煤礦9101工作面生產(chǎn)技術(shù)條件,通過(guò)科時(shí),抽動(dòng)尾梁上的插板從而頂煤放出。稱取放出的項(xiàng)煤和矸石質(zhì)量，學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)分析來(lái)了解放煤步距對(duì)頂煤冒放規(guī)律的影響。來(lái)計(jì)算放出率和含矸率。畫(huà)出頂煤在放煤后、移架后放煤前兩個(gè)過(guò)1工作面地質(zhì)及生產(chǎn)條件程中煤矸分界線,掌握不同放煤步距下煤矸流動(dòng)場(chǎng)的形態(tài)。9101綜放工作面位于井田中部，工作面由東向西布置,總體呈3.2結(jié)論單斜構(gòu)造，煤層在本工作面范圍內(nèi)由東向西變厚，其平均厚度放煤步距不同時(shí),放煤口上方頂煤量、煤矸分界線及頂煤不同15.7m,煤層傾角25~42°,平均370,煤層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,全區(qū)基本都層位分界線的斜率均不同,導(dǎo)致放煤時(shí)煤與矸石的運(yùn)移、放出規(guī)律含有夾矸,在0~6層,夾矸巖性以炭質(zhì)泥巖、泥巖為主。煤層頂板主和混矸程度 都有變化。模型中不同放煤步距下頂煤放出率和含矸率要為為中砂巖、泥巖,局部為砂質(zhì)泥巖;底板主要為泥巖、砂巖。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。2煤步距與頂煤冒放性關(guān)系表2不同放煤步距下的放煤效果對(duì)比確定放煤步距的原則是:應(yīng)使放出范圍內(nèi)的頂煤能夠充分破碎放煤步距一采一放兩采一放|三采一放和松散,并做到提高采出率,降低含矸率。確定放煤步距時(shí),首先應(yīng)(0.8m)(1. 6m)(2. 4m)保證放煤口.上方能夠充滿已松散的頂煤。頂煤在支架的反復(fù)支撐擾頂煤放出率(%)71. 6485. 0679. 07動(dòng)和超前支承壓力的作用下,到達(dá)放煤口時(shí)，已變成了破碎松散的塊體，破碎頂煤塊體的粒徑大小與上覆巖層運(yùn)動(dòng)和煤體本身的力學(xué)含矸率(%)9. 353. 213. 35性質(zhì)有關(guān)凹。同樣,頂煤上方的直接頂在支承壓力和基本頂?shù)幕剞D(zhuǎn)變形壓力作用下，當(dāng)運(yùn)移至放煤口上方位置時(shí).也已變?yōu)樗缮⒌膲K體，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)可知，在頂煤完全破碎的前提下放煤，若放煤步距太大，則上部的矸石首先到達(dá)放煤口，在采空區(qū)側(cè)將留兩采一 -放的頂煤放出率最高,高出一采一-放 13.42%,高出三采一放有較大的三角煤,放不出來(lái);若放煤步距太小，則后方研石易混入窗5.99% ;同時(shí)兩采一放的含矸率最低， 低于一-采一 放 6.14% ,低于三口,影響煤質(zhì).并容易誤認(rèn)為煤已放盡,停止放煤,造成上部頂煤的采- 放 0.14%,見(jiàn)表2。故擔(dān)水溝煤礦9101工作面實(shí)施綜放開(kāi)采時(shí)丟失。放煤過(guò)程中不能保證既不混矸又不丟煤,合理的放煤步距只放煤步距應(yīng)采用兩采- -放。是把煤炭采出率和混矸率控制在一定范圍之內(nèi)。4總結(jié)3實(shí)驗(yàn)與結(jié)論4.1放煤步距的大小與煤矸的塊度大小、質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)阻力、運(yùn)動(dòng)在實(shí)驗(yàn)室鋪設(shè)相似的散體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)模擬放頂煤開(kāi)采,測(cè)出模3.1 實(shí)驗(yàn)方向、混矸程度、到放煤口的距離等有關(guān)型情況下放煤工藝的一-些數(shù)據(jù),經(jīng)相似比換算到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,分析不4.2放煤步距的大小對(duì)頂煤放出率、含矸率影響較大。4.3 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出:( 1)頂煤的壓裂破碎塊度按照頂煤厚度層位同放煤步距下的放出率和含矸率,得出最佳的放煤步距。上中下分,塊度由小到大依次是，下位頂煤、中位頂煤、上位頂煤。實(shí)驗(yàn)室鋪設(shè)的模型尺寸為2500mmx200mmx1500mm,散體實(shí)驗(yàn)(2)由于- -采- -放的煤矸流分界線很陡,則煤矸流動(dòng)速快,因此放煤幾何相似比為:C1=10/150=1:15?？?上方的矸石很容易流動(dòng)到放煤口,導(dǎo)致混矸現(xiàn)象嚴(yán)重。(3)當(dāng)矸石按照相似比計(jì)算下來(lái),散體模型每個(gè)層位頂煤厚度和塊度見(jiàn)表塊度 小于頂煤塊度時(shí),矸石流動(dòng)速度大于頂煤流動(dòng)速度,且下滑的矸石容易混人到頂煤中,從而含矸率增加,增大放煤步距可以控制表1鋪設(shè)模型的參數(shù)含矸情況;相反當(dāng)矸石塊度大于頂煤塊度時(shí),放煤過(guò)程不易煤厚度頂煤塊度/m 直接項(xiàng)厚度 直接頂塊度基本項(xiàng)厚度基 本頂塊度混矸,則可適當(dāng)減小放煤步距。(4)在每個(gè)放煤步距中,頂煤經(jīng)過(guò)兩次有規(guī)律的流動(dòng)。第一次是移架后頂煤較大幅度的垮落,第二二次是頂煤流動(dòng)是隨放煤口頂煤的放出而運(yùn)移。0.78 8.312.16.60.0.26633. 83參考文獻(xiàn). [1]謝廣祥,黃金橋.頂煤放出規(guī)律計(jì)算機(jī)可視化仿真[].煤炭學(xué)報(bào),散體實(shí)驗(yàn)中,下位頂煤、中位頂煤選用不同粒徑的灰色石子,上2002,27(3):264~267.位頂煤選用紅色石子，上、中、下層位頂煤之間鋪-一層薄的紅色標(biāo)志[2]徐 永圻.煤礦開(kāi)采學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 1991:129~層石子,下位直接頂、上位直接頂、基本頂選用不同粒徑的不同顏色134.石子,如圖1所示。中國(guó)煤化工MHCNMH G圖1實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D- 106-