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摘要
综采放顶煤采煤法已成为我国特厚煤层主流的高产高效开采方法,但当前仍面临煤炭采出率低、含矸率较高的问题。塔山矿8222工作面顶煤平均厚度12 m,采用放顶煤开采,生产过程中尝试采用"大中小微"分组间隔放煤方式。为研究该放煤方式的原理及提高其放煤效率,并为开发智能放煤控制程序提供依据,采用CDEM颗粒离散元软件模拟分析了塔山矿开采条件下间隔放煤分组方法、顶煤运移规律、煤岩分界面特征以及顶煤放出率等,在此基础上揭示了组内支架数量对顶煤放出体形态的影响机制。数值模拟结果表明,顶煤厚度为12 m及见矸关门条件下,组内支架数量为9架是最优的分组间隔放煤方式;工业性试验表明,组内支架为9架的分组间隔"大中小微"放煤方式条件下的顶煤放出率为80.53%,含矸率4.00%,煤炭采出率高达85.31%。此外,组内支架数量对放煤漏斗形态影响较大;组内支架较少时,第1级放煤过程中相邻放煤口之间影响较大,中间形成畸形顶煤形态的可能性较大,在下一级放煤时容易出现混矸,导致架间残留煤量增加。分组间隔放煤的最佳支架间隔数量与煤厚密切相关;对于特厚煤层,合理增加间隔数可有效减少架间顶煤的遗留量,提高顶煤放出率。研究结果可为特厚煤层综放开采放煤工艺和参数合理确定提供参考。
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