特厚煤层综放工作面放出规律范文

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《煤矿现代化杂志》2014年第四期

1模拟结果分析

1.1顶煤放出规律研究根据模拟结果分别绘出过渡架上部第一次放煤循环后的煤矸分界线、移架后的煤矸分界线及第二次放煤后的煤矸分界线，将三条曲线放在同一坐标系中进行对比分析，发现：低位放煤连续推进中的放煤过程分为2个阶段：顶煤的流动与放出过程，这一过程符合散体介质的流动过程，可按散体介质流理论进行研究。如图2所示。放煤后，支架前移，顶煤边界曲线从原始的放煤后的流动边界（图中的虚线）下落，形成新的煤矸分界线（图中的实线），然后支架放煤，顶煤流动放出，形成新的稳定的煤矸分界线，即流动边界线（图中的虚线），工作面继续推进，顶煤的流动与放出会重复上述过程。由于散体流场的挤压与介质颗粒向无约束界面（支架放煤口）的流动作用，支架放煤口后上方的松散顶煤可以放出。放出量的多少与顶煤上部覆矸的数量有很大关系，覆矸的数量越大，支架后部附近顶煤越易于向放煤口流动和放出，形成近似于被牵引的流动场。

1.2过渡架上方顶煤、顶板运移规律对比分析在过渡架控顶范围内的顶煤中沿推进方向上每隔0.8m布置3个测点，分别用于监测下位顶煤（2m）、中部顶煤（6m）、直接顶（9m）垂直方向的速度变化，模拟两个放煤、移架过程，输出历史记录曲线，如图3（a）~图3（c），图中纵坐标为测点垂直方向速度，横坐标为模型运算步数。对比分析曲线得出以下结论：①距放煤口1.6m、3.2m、5.6m的各层位测点垂直速度几乎同时增加和减小，其中上位顶煤速度最大，其次为中位顶煤，下位顶煤垂直速度最小；②距放煤口3.2m时顶煤、直接顶垂直速度相近，表现为速度曲线相重合，如图3（b）；③与放煤口距离小于3.2m时监测数据表现为下位顶煤首先达到最大的速度，然后是上位顶煤，直接顶速度接近于零，说明距放煤口3.2m以内的直接顶已经形成平衡结构，停止运动，只有在移架时垂直速度才有较大的增加；④移架过程中的垂直速度远远大于放煤过程，模型在23216、27701步移架，垂直速度曲线均产生很大波动；⑤模型中支架掩护梁的水平投影长度为3.2m，历史记录曲线以距放煤口3.2m为界，呈现出不同规律，说明掩护梁上部顶煤的运移情况与顶梁上部的运移情况有一定差别。（图3（a-c）中蓝色线为上位顶煤中的测点、红色线为中位顶煤中的测点、黑色线为下位顶煤中的测点）。

1.3煤体运移、放出轨迹研究在过渡架上方顶煤中沿推进方向上每隔0.8m布置一个测点，通过在放煤、移架过程中跟踪测点的位置变化来确定顶煤的运移、放出规律，各测点的运移曲线如图4（a）~图4（c），图中横坐标为与放煤口的水平距离，纵坐标为测点的标高（放煤口标高为-3.2m）。可以看出，推进方向上距放煤口为0~0.8m时，测点速度主要为垂直方向，其水平方向速度接近于零，在图中表现为近似平行于Y轴的曲线。从距放煤口1.0~1.6m开始，水平方向的速度开始增加，图中曲线表现为与Y轴有一定的夹角。根据距放煤口5.6m范围内各测点的监测数据，做出Z-Y平面上距放煤口5.6m范围内煤体的运移、放出轨迹。如图5所示，距放煤口3.2~5.6m时，垂直方向位移较小，从距放煤口3.2m开始z方向位移开始增大，距放煤口0.8m时z方向位移急剧增加，直至从放煤口放出。

2结论

通过监测发现，在工作面煤壁前方，上位顶煤位移量比下位顶煤位移量小，工作面煤壁前方顶煤始动点距离下位比上位的远，端头支架上方顶煤位移量比排头支架上方顶煤位移量小。对顶板位移来说，上位岩层始动点距工作面煤壁距离比下位岩层距工作面煤壁近，端头支架上方顶板位移量比排头支架上方顶板位移量小。端头顶煤及顶板冒落均略滞后于排头支架顶煤及顶板的冒落。推进方向上距放煤口为0~0.8m时，测点速度主要为垂直方向，其水平方向速度接近于零；从距放煤口1.0~1.6m开始，水平方向的速度开始增加。

作者：吕彦文单位：阳泉矿业集团有限责任公司孙家沟煤矿