• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
厚煤层综放煤矸流动规律与工艺参数研究
  • Title

    Study on the flow rules and process parameters of coal gangue in thick coal seam

  • 作者

    阮进林季亮高鹏刘军伟

  • Author

    RUAN Jinlin;JI Liang;GAO Peng;LIU Junwei

  • 单位

    国能源神东煤炭保德煤矿中煤科工集团常州研究院有限公司天地(常州)自动化股份有限公司北京天玛智控科技股份有限公司

  • Organization
    Baode Coal Mine, CHN Energy Shendong Coal Group Co., Ltd
    CCTEG Changzhou Research Institute
    Tiandi (Changzhou) Automation Co., Ltd.
    Beijing Tianma Intelligent Control Technology Co., Ltd
  • 摘要
    为缓解近距离煤层上位煤层开采条件判定困难、下位厚煤层综放开采放煤效果较差的问题,以山西省保德县桥头镇保德煤矿为研究对象,通过离散元颗粒流程序(Particle Flow Code,PFC)建立煤矿中12309工作面的数值模型,数值模型中将顶煤和直接顶判定为理想状态下的松散介质,进而设置数值模型的具体参数。数值模型初始状态包括3.54 m的直接顶和6.1 m的煤层,其中煤层分为3 m的上煤层和3.1 m的下煤层。基于数值模型,遵循“见矸关窗”原则和控制变量法,设计一种放煤厚度为2、3、4m,放煤步距为0.8、1.6、2.4 m的组合试验,试验将不同放煤厚度和放煤步距两两结合,共计9组,通过数值数值模型中的试验运行数据结果,获取最合理的工艺参数,9组试验除调整放煤厚度和放煤步距外,其他参数均保持不变(包括矸石颗粒的粒径、物理学参数等)。试验结果表明,在调整放煤厚度时,顶煤的损失量和放煤厚度呈同比例关系,和损失量占比呈反比例关系;在调整放煤步距时顶煤的损失量和放煤厚度呈同比例关系,和损失量占比呈同比例关系,得到数值模型中的最佳工艺参数为2 m放煤厚度、0.8 m放煤步距,煤矿实际后应用2 m放煤厚度后,发现需要较高的支架高度,可能会成为施工安全的潜在隐患,进而对数值模型最佳参数进行优化,最终得到复合煤矿实际工况的最佳工艺参数为3 m放煤厚度、0.8 m放煤步距。
  • Abstract

    In order to alleviate the difficulty of determining the upper coal seam, and the poor effect of the lower thick coal seam, the numerical model in the discrete particle flow program (Particle Flow Code, PFC), the numerical model determines the loose medium as the ideal state, and then the specific parameters of the numerical model are set. The initial state of the numerical model includes 3.54 m direct top and 6.1m coal seam, which is divided into 3 m upper coal seam and 3.1 m lower coal seam. Based on the numerical model, follow the principle of “see gangue window” and the control variable method, the design of coal thickness of 2 m, 3 m, 4 m, coal step distance of 0.8 m, 1.6 m, 2.4 m combination test, test different coal thickness and coal step in pairs, a total of 9 groups, in the numerical model, the most reasonable process parameters, 9 sets of test except to adjust coal thickness and coal step, other parameters remain unchanged (including gangue particle size, physical parameters, etc.). The test results show that, When adjusting the coal release thickness, The loss of top coal and coal thickness show the same proportion, And the loss is inversely proportional to the proportion; When adjusting the coal release step distance, the top coal loss and the coal release thickness show the same proportion relationship, The proportion of the loss is in the same proportion, The best process parameters in the numerical model are 2 m coal thickness, 0.8 m coal step distance, After the actual thickness of 2 m in the coal mine, Finding that a higher bracket height is required, May become a potential hazard of construction safety, To optimize the best parameters of the numerical model, Finally, the best process parameters of the composite coal mine are 3 m coal discharge thickness and 0.8 m coal discharge step distance.

  • 关键词

    厚煤层放煤矸流动规律工艺参数煤矿能源

  • KeyWords

    thick coal seam;discharge coal gangue;flow law;process parameters;coal mine energy

  • 基金项目(Foundation)
    神东保德“综采放顶煤智能化控制技术研究”资助项目(00000050048);
  • 文章目录
    0 引言
    1 某煤矿厚煤层地质赋存条件
    1.1 煤矿井田概况
    1.2 煤矿12309工作面
    1.2.1 工作面位置
    1.2.2 工作面煤层情况
    1.2.3 顶底板岩性
    2 建立数值模型及设计试验方案
    2.1 数值模型
    2.2 试验方案
    3 顶煤损失规律研究
    3.1 放煤厚度对放煤效果的影响
    3.1.1 不同放煤厚度下的煤放出量
    3.1.2 不同放煤厚度的放出量反演
    3.1.3 不同放煤厚度的采空区遗煤形态
    3.2 放煤步距对放煤效果的影响
    3.2.1 不同放煤步距下的煤放出量
    3.2.2 不同放煤步距的放出量反演
    3.2.3 不同放煤步距的采空区遗煤形态
    4 确定放煤工艺参数
    5 结语
  • DOI
  • 引用格式
    阮进林,季亮,高鹏,刘军伟.厚煤层综放煤矸流动规律与工艺参数研究[J].煤炭科学技术,2022,50(S2):26-32.DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-1920.
  • Citation
    RUAN Jinlin,JI Liang,GAO Peng,et al. Study on the flow rules and process parameters of coal gangue in thick coal seam[J]. Coal Science and Technology,2022,50(S2):26−32
  • 图表
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