A model for top coal recovery ratio assessment and its application in longwall top coal caving
ZHU Dijie1,2 ,CHEN Zhonghui3
顶煤采出率是厚煤层综放开采最为关注的的核心问题之一,为了明确放煤终止原则,最大 程度地提高顶煤采出率,基于随机介质流理论,首先推导了煤矸分界线和放出体方程,根据放出体 方程分析了顶煤放出体的形态演化特征。 协同考虑煤矸分界线和顶煤放出体的形态演化,建立了 顶煤采出率与含矸率的理论计算模型,并根据此模型探讨了不同顶煤厚度条件下顶煤采出率与含 矸率的相互关系;然后结合塔山煤矿生产实际,利用模型试验设置了两种顶煤厚度,获得了顶煤采 出率与含矸率的试验关系曲线;最后对塔山煤矿 8101、8102 和 8111 三个工作面顶煤采出率与含矸 率进行现场实测,并根据实测数据拟合出顶煤采出率与含矸率的关系曲线;将模型试验和现场实测 所得顶煤采出率与含矸率关系曲线分别与理论研究对比分析,验证了理论分析的可行性。 研究结 果表明:顶煤放出过程中,放出体轴偏角随放出体高度增加逐渐减小,即放出体逐渐向煤壁方向倾 斜,其形状由尾梁切割类圆形逐渐过渡为类椭圆形;针对某一固定采高和放出体高度,顶煤越薄,对 应的放出体轴偏角及放出量越大;顶煤采出率与含矸率呈非线性增大关系,提出了顶煤拐点采出率 与拐点含矸率概念,生产实际中,可将含矸率 9%~16% 作为厚煤层综放开采放煤终止的参考依据。
longwall top coal caving mining;stochastic medium;drawing body;top coal recovery ratio;rock-mixed ratio
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