多放煤口综放开采起始放煤顶煤时空场耦合分析

作     者：杜龙飞 解兴智 赵铁林 DU Longfei;XIE Xingzhi;ZHAO Tielin

作者机构：煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2019年第47卷第11期

页      面：56-62页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2018YFC0604500 2018YFC0604501 2018YFC0604506) 

主　　题：放顶煤 群组-起始放煤 时空场耦合 顶煤放出规律 

摘      要：为了改善综放开采顶煤放出效果,提高顶煤放出率、降低含矸率,改进群组架间配合方式、优化放煤工艺参数,采用理论分析和GDEM离散元数值模拟分析相结合的方法,研究破碎散体顶煤放出体的发育形态及群组—起始放煤放出体的发育过程、顶煤运移轨迹、煤矸分界面下沉动态特征、顶煤放出影响范围和顶煤放出时空场的耦合关系。研究结果表明:顶煤放出体发育是由放煤口向煤矸分界面呈近似环状的过程,顶煤也呈近似环状松动放出;顶煤放出体发育体积随放煤口尺寸增大而增大,且经历“竖向椭圆形-类圆形-横向椭圆形3个阶段,其中放出体发育宽度与同时放煤支架数满足三次函数关系。顶煤是沿着最小阻力路径以近似直线向放煤口移动放出的,且放煤口中心垂线附近顶煤模型颗粒优先到达放煤口,运移轨迹整体关于放煤口中心垂线对称;顶煤放出影响范围及位移随放煤口尺寸的增大而增大。煤矸分界面下沉动态曲线最低点位移和速度与放煤时间呈正相关;下沉动态曲线达到稳定所需时间与同时放煤架数呈负相关;煤矸分界面曲线整体近似为水平翻转的正态分布曲线,并关于放煤口中心垂线对称。研究对放顶煤开采有一定借鉴意义。