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浅埋藏坚硬特厚煤层放顶煤开采顶煤冒放性研究

李慧  
【摘要】: 20世纪80年代,我国在借鉴国外综放开采技术的基础上使其得到了迅速发展,经过20多年的实践、完善与提高,目前综放开采技术己成为我国开采厚及特厚煤层的主导采煤方法。放顶煤开采要实现高产高效,充要条件是顶煤要有良好的冒放性,只有良好的顶煤冒放性才能为合理选择放顶煤支架、设计支架结构和确定适宜的放煤参数奠定坚实的基础,可见,开展顶煤冒放性的研究是必要的,具有重要的学术意义和研究价值。本文主要通过现场调研、勘查、取样、煤岩力学实验,实验室物理相似材料模拟试验和有限元ANSYS分析等手段,并结合内蒙古纳林沟联营煤矿6-2号煤层对顶煤冒放性进行了探讨与研究,所做的主要工作和结果如下: 1.通过理论分析与实验研究得:纳林沟联营煤矿6—2号煤层属于Ⅳ类顶煤,为坚硬煤层,且埋藏深度较浅,不适宜直接采用放顶煤技术开采。 2.通过实验室物理相似材料模拟试验研究得:纳林沟联营煤矿6-2号煤属Ⅴ类顶煤,经计算,工作面前方平均支承压力为28MPa,不足以将顶煤压酥进而破坏顶煤结构,且顶煤出现悬顶,垮落角小,导致顶煤不能及时冒落,即使冒落,也很难保证矿井煤炭资源回收率。 3.通过有限元ANSYS分析研究得:工作面前方顶煤所受压应力为29.9MPa,远没有达到压酥工作面前方煤层的程度,后期顶煤的垮落是在拉应力及自重作用下塌落的,而不是前方受压应力压碎后的塑性流动,顶煤亦出现悬顶,垮落角小,仍不适宜直接采用放顶煤技术开采。 总之,通过该课题的研究,对浅埋藏硬煤层的顶煤冒放性做了进一步的探讨,并结合纳林沟联营煤矿6-2号煤层的赋存条件得出:在现有条件下顶煤不进行弱化处理时,该矿不适宜直接采用放顶煤开采技术进行开采,否则很难保证煤炭资源回收率,并可造成较大的煤炭资源损失。


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