厚煤层综放煤矸流动规律与工艺参数研究

作者：阮进林; 季亮; 高鹏; 刘军伟

来源：煤炭科学技术, 2022, S2: 26-32.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2022-1920

• 厚煤层
• 放煤矸
• 流动规律
• 工艺参数
• 煤矿能源

为缓解近距离煤层上位煤层开采条件判定困难、下位厚煤层综放开采放煤效果较差的问题，以山西省保德县桥头镇保德煤矿为研究对象，通过离散元颗粒流程序（Particle Flow Code,PFC）建立煤矿中12309工作面的数值模型，数值模型中将顶煤和直接顶判定为理想状态下的松散介质，进而设置数值模型的具体参数。数值模型初始状态包括3.54 m的直接顶和6.1 m的煤层，其中煤层分为3 m的上煤层和3.1 m的下煤层。基于数值模型，遵循“见矸关窗”原则和控制变量法，设计一种放煤厚度为2、3、4m，放煤步距为0.8、1.6、2.4 m的组合试验，试验将不同放煤厚度和放煤步距两两结合，共计9组，通过数值数值模型中的试验运行数据结果，获取最合理的工艺参数，9组试验除调整放煤厚度和放煤步距外，其他参数均保持不变（包括矸石颗粒的粒径、物理学参数等）。试验结果表明，在调整放煤厚度时，顶煤的损失量和放煤厚度呈同比例关系，和损失量占比呈反比例关系；在调整放煤步距时顶煤的损失量和放煤厚度呈同比例关系，和损失量占比呈同比例关系，得到数值模型中的最佳工艺参数为2 m放煤厚度、0.8 m放煤步距，煤矿实际后应用2 m放煤厚度后，发现需要较高的支架高度，可能会成为施工安全的潜在隐患，进而对数值模型最佳参数进行优化，最终得到复合煤矿实际工况的最佳工艺参数为3 m放煤厚度、0.8 m放煤步距。