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《河南理工大学》 2011年
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激振条件下顶煤放出规律的数值模拟研究

丁国玺  
【摘要】:顶煤能否顺利放出是在放顶煤开采的关键,当顶煤块度较大时,顶煤放出过程中的成拱现象严重影响顶煤的放出效果。目前,顶煤从进入支架尾部后,对提高其流动性和破拱滞流等主动干预块体顶煤放出方面的研究相对有限,论文在分析块体顶煤冒放成拱的基础上,进行激振破拱提高顶煤放出效果的颗粒流数值模拟研究,分析影响顶煤激振流动效果的因素,探讨确定最优激振参数的方法。 在顶煤冒放过程中成拱机理、成拱形态分析的基础上,通过颗粒流程序模拟顶煤块体的大小和空间分布层位、低位放顶煤支架掩护梁的角度及其与顶煤块体间的摩擦系数对顶煤放出效果的影响,根据对块体之间接触应力的分析,结合顶煤冒放过程中块体动能的变化规律,验证了放煤成拱的存在,揭示了顶煤冒放时成拱—破拱作用影响下的的脉冲式放煤特征;基于正交分析法得出上述因素对顶煤冒放的影响规律,表明顶煤块体尺度是影响顶煤成拱的关键因素,而块体在顶煤空间的层位分布是影响顶煤放出率的重要因素,大块顶煤的层位决定其上顶煤的回收效果。 在试样煤块固有频率范围实验室测定的基础上,结合综放工作面支架稳定性、支架相关构件安全性和对顶煤支护效果影响的分析,确定了在支架掩护梁部位对顶煤进行低频、低振幅激振破拱,提高放煤效果的原则。 利用正交数值模拟分析顶煤块度层位分布、激振频率和振幅三种因素影响下顶煤放出量及顶煤块体间最大接触应力的变化规律,得出了有效激振频率和振幅的振幅的范围,验证了低振幅、低频激振对提高顶煤放出效果的有效性。在此基础上,对沁水煤田硬顶煤的有效激振放煤参数进行了优化选择。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD823.49

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【参考文献】
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