考慮步距間關聯(lián)的較薄厚煤層放煤終止原則研究

劉一揚，宋選民，劉國方

(太原理工大學 原位改性采礦教育部重點實驗室，山西 太原 030024)

0 引 言

我國煤炭科學產能的可持續(xù)發(fā)展受到資源采出率的制約，大量寶貴的煤炭資源浪費嚴重，得不到有效回收[1]。因此，在綜放開采工藝的發(fā)展過程中，提高頂煤采出率，降低含矸率始終是眾多采礦科技工作者關注的焦點[2]。為此，需要明確綜放開采頂煤放出規(guī)律，進而確定合理放煤終止原則，充分發(fā)揮綜放工作面低能耗，高產量，高效率的優(yōu)勢。吳健等[3-4]建立了邊界約束條件下的綜放工作面數(shù)學模型，并指出頂煤放出量受頂煤垮落角，放煤口位置及煤層厚度等邊界約束條件的影響。金智新等[5]運用理論分析的方法針對特厚煤層條件下頂煤采出率與含矸率的辯證關系展開研究，并推導出可計算放出體總量和隨之放出矸石量的表達式。張開智等[6]采用大比例放頂煤平面模擬試驗臺確定了合理放煤步距，并提出“見矸1/3”關窗原則與“見矸1/5”關窗原則。黃炳香等[7]考慮頂煤和直接頂在厚度上塊度的變化規(guī)律，運用散體相似模擬的方法研究了放出率與含矸率的關系，得到煤矸流中矸石的比例為1/3時即可終止放煤。隨著離散單元法在礦山壓力研究領域的快速發(fā)展，富強等[8-9]將該方法應用于綜放開采放煤規(guī)律的研究，反演了放出體活動規(guī)律，對放煤全過程進行了動態(tài)模擬。王家臣等[10-12]提出頂煤運移的散體介質流理論，運用自主設計的頂煤運移跟蹤儀對頂煤采出率進行了現(xiàn)場觀測，通過離散元顆粒流程序(PFC)反演了頂煤的三維放出體，該放出體呈現(xiàn)為支架限定的類偏轉橢球體。……