综放面端头矿压显现规律与放煤技术研究

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综放采煤技术在引进我国以后,迅速被很多矿区采用,在高产能的同时也造成了巨大的资源浪费,据不完全统计,综放面端头顶煤的浪费占到采区储煤量的4%~5%。本文以王庄煤矿6202综放面为背景,对综放面端头顶板的稳定性及矿山压力进行较为深入的分析与研究,初步形成综放面端头放顶煤技术。  在研究靠近实体煤帮的端头顶板时引用“弧三角形悬板”理论,分析端头在进行放煤与不放煤时基本顶板所形成的三角板的尺寸变化。研究显示,端头放煤并没有引起三角板尺寸的变化,同时通过3DEC数值模拟可以得知,在进行端头放煤以后,端头矿压应力集中系数由不放煤时的1.84增加到2.27,这有利于顶煤的破裂。在研究靠近采空区侧端头顶板时,由于区段之间留有小煤柱,端头顶板的稳定性受到上区段顶板垮落的影响,引用了“大结构”理论。经过计算,确定区段平巷位于上区段顶板侧向断裂线以内,则端头顶板为大结构模型中的关键块B,结合数值模拟可以得知,过渡架放煤相比较不放煤时顶板的下沉量增加明显,需要进行加强支护。  根据理论计算、数值模拟和现场监测数据分析进行综放面端头放顶煤工艺参数确定,最终确定过渡架放煤采用双轮依次放煤,每次放出顶煤的1/2,顶煤的采出率能够达到87%,同时研制过渡架自动割网装置和运输平巷兼顾放煤与支护的简易支架,为工作面端头放煤提供新的方法,并且进行实践实验。  本文主要研究内容包括综放面端头顶板的稳定研究,选择不同理论模型结合王庄6202工作面参数进行计算,确定端头放煤以后顶板的稳定;其次研究了端头顶板的矿山压力,利用3DEC数值模拟软件,得知端头进行放煤时端头顶板的压力变化及运移在可控范围之内;最后根据研究结果确定现场放煤工艺参数,最终形成综放面端头放煤技术。
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