基于随机介质理论的综放开采顶煤放出规律

发布时间：2019-09-05 10:07

【摘要】：顶煤的放出特征对综放开采采出率和含矸率有重要影响。基于模型试验,考虑综放支架影响,首先拟合出顶煤沉降曲线极值点偏移公式,依据随机介质理论建立了煤矸分界线和顶煤放出体方程。结果表明:支架尾梁的限定作用和放煤口导致放出条件的突变对煤矸分界线及顶煤放出体形状有重要影响,煤矸分界线在远离支架处表现为较标准的漏斗曲线,靠近支架处渐变为凸型曲线,靠近放煤口处则表现为向尾梁方向勾折;放出体在放出高度较小时呈向尾梁后上方倾斜的不规则状,轴偏角较大,随着放出高度增加,放出体呈前下方被尾梁切割的变异类椭球体状,轴偏角减小并稳定为零,支架尾梁后上方顶煤是综放开采所放顶煤的主要组成部分。
【图文】：

第 6 期 于 斌等: 基于随机介质理论的综放开采顶煤放出规律拟［1－5］。理论研究方面，比较常用的是金属矿的椭球体放矿理论，如吴健［6－7］和于海勇［8－9］等将金属矿椭球体理论与放顶煤开采实际相结合，进行了大量的模拟试验和理论推导，提出了放煤椭球体概念。但由于放顶煤液压支架的存在、支架前移和放煤过程的特点，使顶煤放出过程与金属矿的放矿有着本质差异，从而导致金属矿的椭球体放矿理论受到诸多限制，甚至不再适用［10］。近几年，，有学者将散体理论应用到放顶煤研究中［11］，文献［11］以散体介质流思想为基础，结合相似材料模拟试验和数值模拟，对综放开采的形式定义为煤矸分界线。图 1 为初次放煤试验图，可知其煤矸分界线在远离支架处表现为较标准的凹形漏斗形态，随着向支架靠近，煤矸分界线渐变为远离支架的凸形曲线，并在支架高度附近形成凸点，表明尾梁的影响愈发明显。随着向放煤口的靠近，煤矸分界线逐渐向尾梁方向勾折，这是由于放煤口的存在导致放出条件发生突变，尾梁限定作用减弱，加之采空区矸石密度比尾梁末端和放煤口附近顶煤大，从而向放煤口挤压顶煤所致。1367

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本文编号：2532144