L 科技創(chuàng)新與應用l 2013年第21期工業(yè)技術放煤步距對厚煤層頂煤冒放規(guī)律的影響崔滿堂高林生郭紅軍張超(中國礦業(yè)大學,江蘇徐州211161)摘要:為了確定放煤步距對頂煤冒放規(guī)律的影響,我們通過實地測量的數(shù)據(jù),基于理論分析與數(shù)值模擬計算方法",研究了不同的放煤步距對頂煤放出率、含矸率等造成的影響,合理的放煤步距應使頂煤放出率最高,含矸率最低。研究結果表明:放煤步距的大小對頂煤冒放性有很大的影響:若放煤步距太大,在采空區(qū)側將留有較大的三角煤,放不出來;若放煤步距太小,則后方矸石易混入窗口,影響煤質,造成上部頂煤的丟失關鍵詞:放煤步距;厚煤層;放出率;頂煤厚度引言采一-放7次(進7刀),兩采- -放6次(進12刀),三采- -放6次我國大傾角厚煤層儲量豐富、分布廣。大傾角厚煤層開采目前(進 18刀)。支撐頂煤鋼板的寬度等于采煤機的- -次進刀截深,- -采的發(fā)展水平遠低于緩傾斜煤層,存在著一- 系列沒有解決的基本技術-放時,每次抽出一.塊鋼板放煤;兩采一放和三采--放,重復移架，難題，對大傾角綜放開采時頂煤運移及放出規(guī)律更是缺乏系統(tǒng)全面隔開采煤和放煤部分的鋼板寬度正好等于采煤機的截深.使模擬的的認識，對許多影響頂煤冒放規(guī)律的因素也缺乏足夠的了解。放煤過程與現(xiàn)場實際的動態(tài)過程基本相似，頂煤放不出或產(chǎn)生拱為此,本文基于擔水溝煤礦9101工作面生產(chǎn)技術條件,通過科時,抽動尾梁上的插板從而頂煤放出。稱取放出的項煤和矸石質量，學實驗和實測分析來了解放煤步距對頂煤冒放規(guī)律的影響。來計算放出率和含矸率。畫出頂煤在放煤后、移架后放煤前兩個過1工作面地質及生產(chǎn)條件程中煤矸分界線,掌握不同放煤步距下煤矸流動場的形態(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結論單斜構造，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,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,煤層結構比較復雜,全區(qū)基本都層位分界線的斜率均不同,導致放煤時煤與矸石的運移、放出規(guī)律含有夾矸,在0~6層,夾矸巖性以炭質泥巖、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,局部為砂質泥巖;底板主要為泥巖、砂巖。試驗結果見表2。2煤步距與頂煤冒放性關系表2不同放煤步距下的放煤效果對比確定放煤步距的原則是:應使放出范圍內(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,首先應(0.8m)(1. 6m)(2. 4m)保證放煤口.上方能夠充滿已松散的頂煤。頂煤在支架的反復支撐擾頂煤放出率(%)71. 6485. 0679. 07動和超前支承壓力的作用下,到達放煤口時，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動和煤體本身的力學含矸率(%)9. 353. 213. 35性質有關凹。同樣,頂煤上方的直接頂在支承壓力和基本頂?shù)幕剞D變形壓力作用下，當運移至放煤口上方位置時.也已變?yōu)樗缮⒌膲K體，通過本實驗得出的數(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放煤口，在采空區(qū)側將留兩采一 -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;若放煤步距太小，則后方研石易混入窗5.99% ;同時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.并容易誤認為煤已放盡,停止放煤,造成上部頂煤的采- 放 0.14%,見表2。故擔水溝煤礦9101工作面實施綜放開采時丟失。放煤過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3實驗與結論4.1放煤步距的大小與煤矸的塊度大小、質量、運動阻力、運動在實驗室鋪設相似的散體實驗模型來模擬放頂煤開采,測出模3.1 實驗方向、混矸程度、到放煤口的距離等有關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)場實際,分析不4.2放煤步距的大小對頂煤放出率、含矸率影響較大。4.3 通過實驗得出:( 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。實驗室鋪設的模型尺寸為2500mmx200mmx1500mm,散體實驗(2)由于- -采- -放的煤矸流分界線很陡,則煤矸流動速快,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到放煤口,導致混矸現(xiàn)象嚴重。(3)當矸石按照相似比計算下來,散體模型每個層位頂煤厚度和塊度見表塊度 小于頂煤塊度時,矸石流動速度大于頂煤流動速度,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鋪設模型的參數(shù)含矸情況;相反當矸石塊度大于頂煤塊度時,放煤過程不易煤厚度頂煤塊度/m 直接項厚度 直接頂塊度基本項厚度基 本頂塊度混矸,則可適當減小放煤步距。(4)在每個放煤步距中,頂煤經(jīng)過兩次有規(guī)律的流動。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是隨放煤口頂煤的放出而運移。0.78 8.312.16.60.0.26633. 83參考文獻. [1]謝廣祥,黃金橋.頂煤放出規(guī)律計算機可視化仿真[].煤炭學報,散體實驗中,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-一層薄的紅色標志[2]徐 永圻.煤礦開采學[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社, 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。中國煤化工MHCNMH G圖1實驗模型圖- 106-