深井大采高综放高效开采技术研究及应用

论文摘要

综放工艺自身的特点决定了放煤过程中不可避免地会损失一部分煤炭,因此对顶煤的冒落流动规律及放煤参数进行研究,对提高顶煤回收率具有重要的意义。本文综合运用理论分析、数值模拟、相似材料及工业性试验等研究手段,对综放开采条件下的覆岩运动规律及放煤参数进行了研究。通过理论分析,得出了影响顶煤冒放性的评估方法及影响因素；应用UDEC数值模拟,分析了不同的采高对顶煤和机采煤中的超前应力分布规律的影响,得出了不同采高时的应力峰值和位置,利用矿山压力原理确定了合理的割煤高度；应用离散元软件对放顶煤采场中覆岩运动规律进行了研究,确定了采空区上方拱结构的存在,且拱结构内老顶岩层挤压而形成传递岩梁；运用相似材料实验方法,研究了综放采场煤矸冒放流动规律,通过统计回收率和含矸率,确定了合理的放煤步距为0.8m；应用PFC2D颗粒流程序对不同放煤方式下的放煤效果进行了分析,得到了单轮顺序的最佳放煤方式；提出了一种综放初采提高顶煤回收率的方法；该研究结论在1301N工作面进行工业性试验,现场应用取得了良好的生产和社会效益,验证了研究结论的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 2 综放工作面顶煤冒放性影响因素分析
• 2.1 顶煤冒放性的评估
• 2.2 顶煤冒放影响因素分析
• 2.3 本章小结
• 3 综放采场超前应力分布及覆岩运动规律研究
• 3.1 计算模型的建立
• 3.2 超前应力分布模拟结果分析
• 3.3 综放工作面覆岩破坏运动规律研究
• 3.4 本章小结
• 4 综采放顶煤工艺参数研究
• 4.1 放煤步距相似材料实验研究
• 4.2 放煤方式的数值模拟研究
• 4.3 本章小结
• 5 工业性试验
• 5.1 工程概况
• 5.2 深部综放开采矿压显现实测研究
• 5.3 放煤参数应用效果分析
• 5.4 本章小结
• 6 主要结论
• 致谢
• 攻读硕士期间的科研情况
• 参考文献