大采高綜放開采頂煤運移規律的數值模擬研究

張建功

（西山煤電集團有限責任公司，山西 太原 030053）

引言

目前我國對厚煤層開采的方式主要有大采高綜采、分層開采、綜放開采三種，分層開采開采的效率較低，大采高綜放開采對于頂板巖性要求較高，均存在一定的弊端，比較而言綜放開采具有高產高效的特點，但其損失煤量仍較大，所以如何提升頂煤的回收率對于綜放開采十分重要[1]。本文通過理論分析結合數值模擬的研究手法對不同開采條件下煤巖運移規律進行研究，為綜放開采高效開采做出一定的貢獻。

1 礦井概況及數值模型建立

屯蘭礦位于西山煤田之東部邊緣，距太原市約60 km，井田面積73.33 km2，設計年生產能力500 萬t，屬高瓦斯礦井。18406 工作面現主要開采太原組2#、8#煤層，開采煤層平均厚度3.9 m。厚煤層綜放工作面放頂煤的變形較為復雜，破壞形式主要是受到開采技術及煤層覆存條件所決定，所以在覆巖的力學性質及開采環境一定的情況下，厚煤層開采變形特征只受到開采參數的影響。煤層埋深越深，在前方形成的超前支撐壓力峰值也就也大，支撐應力影響的范圍也就也廣，所以對頂煤的破壞也就越明顯，更有利于頂煤的放出。采高同樣是對頂煤冒放重要的影響因素，為了研究不同開采工藝下的頂煤冒放情況，本文利用數值模擬軟件對不同采高下頂煤的破壞情況進行分析。

根據屯蘭礦實際地質情況，監理長寬高分別為200 m×200 m×80 m 的模型，工作面走向長度為120 m，傾向長度100 m，對模型進行網格劃分，在進行網格劃分時，充分考慮計算精度及計算效率的影響對模型的研究區域進行粗劃分，完成模型網格劃分后對模型的力學參數進行設定，根據地質實際情況對力學參數進行設定，具體巖層力學參數，如表1 所示。……