《工矿自动化》“放顶煤开采智能化进展”专题

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《工矿自动化》“放顶煤开采智能化进展”专题

来源：工矿自动化

综放开采技术是厚及特厚煤层开采的有效方法，已成为我国在世界煤炭开采行业的标志性技术。综述了“四要素”放煤理论、顶煤采出率与含矸率关系、基于块度分布的采出率预测模型、煤流瞬时含矸率−累计含矸率关系等智能放煤理论研究进展。

行业视野: 工矿自动化
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关键词; 54位
专家; 11篇
论文; 811IP
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放煤过程中液压支架顶梁动态载荷演化特征试验研究

作者(Author)：霍昱名, 胡文硕, 高鹏, 闫川

摘要：接触式煤矸识别需要研究综放开采液压支架顶梁承载特性，但现有研究大多重点关注放煤前后的支架承载特性或在给定载荷情况下支架的力学响应特征，忽略了对放煤过程中载荷变化的深入探究。针对上述问题，搭建了放顶煤支架动态载荷相似模拟试验平台，借助散体颗粒模拟破碎煤矸块体，反演了综放工作面放煤过程，利用薄膜压力传感器采集支架顶梁压力，分析了放煤过程中顶梁动态载荷演化特征。试验结果表明：① 顶煤的放出对支架顶梁载荷产生了较为明显的影响，即随着顶煤放出，支架顶梁载荷整体呈先增大后减小最终稳定的演化规律。② 沿顶梁长度方向，支架顶梁距离掩护梁越远的位置受顶煤放出的影响越小，主要表现在距离掩护梁越远，顶梁载荷峰值相较初始值的增幅越小，且达到载荷峰值所需的时间越长。③ 沿顶梁宽度方向，由于顶煤的放出过程受到了约束边界或流动过程不均衡性的限制，顶梁不同位置的载荷峰值具有差异性，顶梁载荷峰值相较初始值的增幅最大值达到了最小值的2.4倍。

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近直立煤层群水平分段综放开采充填卸压防冲研究

作者(Author)：王子伟, 程博源, 魏炜杰, 孙文超, 谢东恒, 谢缅羽

摘要：目前近直立煤层开采冲击地压防治措施主要有爆破、水压致裂、建立保护层等，或破坏层间岩柱和顶底板，或难以解决大采深情况下的层间岩柱应力集中问题，且会导致较大的地表沉降。以乌东煤矿为工程背景，针对近直立煤层群水平分段综放开采方法，提出了充填采空区技术，以支护层间岩柱及顶底板，降低开采分段周围煤岩体的应力集中现象。设计了3种充填方案：方案1为第一开采分段采空区使用高强度材料充填，其余分段采用普通材料充填；方案2为第一开采分段采空区使用高强度材料充填，其余分段交替采用高强度材料和普通材料充填；方案3为每一分段采空区均使用高强度材料充填。通过数值模拟研究了3种充填方案的卸压防冲效果，结果表明：与未充填相比，3种充填方案下层间岩柱最大垂直应力分别下降25.07%，26.57%，29.23%，下一分段煤体最大水平应力分别下降10.63%，10.79%，12.34%。综合考虑卸压效果和经济效益，优选间隔充填的方案3。指出可结合高应力区域实时智能监测技术，及时支撑层间岩柱，减少层间岩柱及下分段煤体的应力集中，防止冲击地压发生。

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近距离煤层采空区下综放工作面巷道合理位置研究

作者(Author)：张伟, 张国俊, 石永光, 甄伟杰, 王玉亮, 李宜杭, 李杨

摘要：近距离煤层综放工作面开采空间大，采动强度高，下位煤层回采巷道受上煤层采动影响存在应力集中、巷道支护困难等问题，因此近距离煤层综放工作面巷道合理位置的选取对后期支护控制起到关键性作用。以西露天煤矿2煤层和1煤层1分层为研究对象，综合考虑了上煤层开采时的底板应力降低区域和下煤层开采时的极限平衡区域，确定了下煤层巷道的合理位置应在距离实体煤柱内错22.79 m以上的区域。基于上述理论计算结果，分析了上煤层开采后底板应力分布规律及不同内错距下巷道围岩变形破坏特征及规律，结果表明：① 距离采空区底板越近，应力最大值与最小值相差越明显；② 随着内错距不断增大，围岩应力和应力集中系数呈现急剧降低−缓慢增大−稳定的趋势，在内错距20～25 m内应力及应力集中系数相对较小；③ 巷道围岩塑性区范围呈现先减小后增大的趋势，当巷道处于内错20，25 m时巷道围岩破坏相对较小；④ 巷道变形量随着内错距增大而逐渐减小，当内错距增加至25 m时，巷道围岩移进量基本保持不变；⑤ 确定巷道合理内错距为20～25 m。工程应用结果表明：巷道采用内错距24 m布置时，巷道围岩松动破坏深度及变形量均在可控范围内，进一步证明了该内错距的合理性。

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