放顶煤开采优化参数研究
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摘要
该论文首先阐述了放顶煤在我国的发展历史及其前景，放顶煤的优缺点，以及我国放顶煤的几种模式。本论文的核心部分是放顶煤参数的数值优化及计算机模拟，主要针对放煤步距、采放比、回收率、放煤方式进行了理论分析，提出了数值计算的方法，确立了定性分析和定量分析的方法和步骤。根据顶煤运动和破碎的位移曲线，提出了对椭球体长轴和短轴的计算方法，并提出如下降低含矸率的措施：
(1) 选择合理放煤步距，放煤步距过小，混矸严重，回收率低。
(2) 沿工作面两相邻放煤口的尺寸应正好接近于放煤椭球体的短轴尺寸。
(3) 特厚煤层采用预采顶分层铺底网技术，一方面提高了回收率，另一方面减少了混矸。
(4) 对于煤层内夹石厚度比较大的情况，建议不采用放顶煤开采。
合理放煤步距会使煤岩接触面将均匀下降，煤炭损失最小，含矸率最低。最后得出以下结论：
(1) 合理的放煤步距将影响到煤炭回收率及放煤混矸率。合理的放煤步距应使煤岩接触面平行下移。
(2) 在煤层平均厚度为6.0m时，采放比为1：1的情况下，一刀一放的小步距放煤方式是值得提倡的；当工作面两侧为己采区时，可采用两刀一放的放煤方式。
(3) 放煤步距是采煤机截深的整数倍，一般采用一刀一放、二刀一放、三刀一放等，故对于滚筒式采煤机，放煤步距变化在0.5～1.5m或0.6～1.8m之间。低位放顶煤且煤层厚度在8m以下时，一般采用一刀一放，煤层厚度较大时可采用小截深的二刀一放。对于高位和中位开天窗放顶煤，放煤步距与放煤口纵向水平投影长度相等，一般采用二刀一放，个别放煤口纵向水平投影过长且循环作业允许时，可采用三刀一放，但不宜超过1.8m。
在论文的最后，提出了端头处放煤的的一些建议和措施，并通过自己开发的应用程序，对放项煤的放煤口位置、放煤步距进行优化。
欢迎老师们提出宝贵意见，谢谢!
At first, the paper predict developing history foreground advantages and comingshorts as well as a few kinds of modes of top caving coal in our country . The nucleus part of the article is optimizing top caving parameters and computer simulation analyse , aim at caving step interval , increase the recovery rate , caving coal mode being theorically analysed , carry out calculating methods of numerical value , building up methods and steps of determin nature and fix quanlity , According to move of top coal , provide caculate method of ellipsiod and put forward method of reduce refuse content:
(1) Choose reasonable caving interval, when caving step interval is short, refuse content is serious, recovery is lower.
(2) Shaft along two neibour orifice approximate equal to short shaft
(3) Especial thick coal seam first mine top coal seam ,then mine bottom seam.
(4) Rock in coal seam,suggest casting away sub-level caving.
The reasonable drawing step interval will make coal -rock face dropping averagely, the triangle loss is smallest and the refuse content is lowest, draw conclusion:
(1) Reasonable drawing step intervals would infect rate of refuse content and recovery rate, .reasonable drawing step interval make the coal-rock face droping averagely.
(2)When average thickness of seam is 6 meters, the mining and caving rate is 1:1 .The way which cave once per one reamer is advocateted,while two side of woking face are in hollow area,adopting the way of caving once per one reame.
(3)Caving coal interval is as interger mutiple as web of winning machine,commonly use drawing top coal once per reamer,or once per two reamer once per three reamer,for winning machine of cylinder type,caving coal interval chang between 0.5-1.5m and 0.6-1.8m,low mining and caving coal and thickness of coal seam is less than 8m,usually use drawing top coal once per one reamer. When coal seam thickness is bigger,use drawing top coal once per two reamer;for high drawing opening position and middle drawing opening position,when caving coal interval equal to projective of orifice ,usually use once per two reamer,projective length of single orific is too long and working permit ,it may use drawing top coal once per
(1) 选择合理放煤步距，放煤步距过小，混矸严重，回收率低。
(2) 沿工作面两相邻放煤口的尺寸应正好接近于放煤椭球体的短轴尺寸。
(3) 特厚煤层采用预采顶分层铺底网技术，一方面提高了回收率，另一方面减少了混矸。
(4) 对于煤层内夹石厚度比较大的情况，建议不采用放顶煤开采。
合理放煤步距会使煤岩接触面将均匀下降，煤炭损失最小，含矸率最低。最后得出以下结论：
(1) 合理的放煤步距将影响到煤炭回收率及放煤混矸率。合理的放煤步距应使煤岩接触面平行下移。
(2) 在煤层平均厚度为6.0m时，采放比为1：1的情况下，一刀一放的小步距放煤方式是值得提倡的；当工作面两侧为己采区时，可采用两刀一放的放煤方式。
(3) 放煤步距是采煤机截深的整数倍，一般采用一刀一放、二刀一放、三刀一放等，故对于滚筒式采煤机，放煤步距变化在0.5～1.5m或0.6～1.8m之间。低位放顶煤且煤层厚度在8m以下时，一般采用一刀一放，煤层厚度较大时可采用小截深的二刀一放。对于高位和中位开天窗放顶煤，放煤步距与放煤口纵向水平投影长度相等，一般采用二刀一放，个别放煤口纵向水平投影过长且循环作业允许时，可采用三刀一放，但不宜超过1.8m。
在论文的最后，提出了端头处放煤的的一些建议和措施，并通过自己开发的应用程序，对放项煤的放煤口位置、放煤步距进行优化。
欢迎老师们提出宝贵意见，谢谢!
At first, the paper predict developing history foreground advantages and comingshorts as well as a few kinds of modes of top caving coal in our country . The nucleus part of the article is optimizing top caving parameters and computer simulation analyse , aim at caving step interval , increase the recovery rate , caving coal mode being theorically analysed , carry out calculating methods of numerical value , building up methods and steps of determin nature and fix quanlity , According to move of top coal , provide caculate method of ellipsiod and put forward method of reduce refuse content:
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(2) Shaft along two neibour orifice approximate equal to short shaft
(3) Especial thick coal seam first mine top coal seam ,then mine bottom seam.
(4) Rock in coal seam,suggest casting away sub-level caving.
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(1) Reasonable drawing step intervals would infect rate of refuse content and recovery rate, .reasonable drawing step interval make the coal-rock face droping averagely.
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引文
[1] 李社柱．位放顶煤工作面顶煤活动机理及矿压显现[J]，高产高效．
[2] 赵建民．建祯，郑建兵，高产高效放顶煤开采参数的分析[J]，煤矿开采，2004．
[3] 宋建勋．何提高综采工作面的回采率[J]，问题探讨，2004．
[4] 张世国，马强．部开采综放工作面矿压显现浅析[J]，煤矿现代化，2002．
[5] 张在龙．高顶煤采出率的探讨[J]，高产高效，2002．
[6] 樊克恭、翟德元．斜厚煤层放煤规律的实验研究[J]．
[7] 彭学东．采工作面提高煤炭回采率途径分析[J]，煤矿现代化，2004．
[8] 耿献文．理选择工艺参数提高回收率[J]，煤炭技术，2001．
[9] 樊栓保．型支架工作面参数的研究[J]，开采技术，2001．
[10] 毕远志，左秀峰．生产效果计算机模拟研究[J]，2000．
[11] 吴健．缓倾斜厚煤层放顶煤综采的三种工艺模式[J]，煤炭学报，1994．
[12] 吴健．三软”厚煤层综放开采架前冒顶的研究[J]，矿山压力与顶板管理，1994．
[13] 葛亭煤矿2311工作面作业规程[M]．
[14] 邓广哲．顶煤上覆岩层运动和破坏规律研究[J]，矿山压力与顶板管理，1994．
[15] 张开智．顶煤工作面合理支护强度探讨[J]，山东矿业学院学报，1992．
[16] 曹胜根．顶煤工作面两侧煤体矿压规律的模拟研究[J]，徐煤科技，1994．
[17] 李定生．顶煤综采工艺的价值分析[J]，煤，第三卷第四期．
[18] 于海勇．顶煤综采工作面支架受力研究[J]，岩石力学与工程学报，1994．
[19] 葛亭煤矿建设资料[M]．
[20] 矿压文摘．易放顶煤工作面顶板来压预测预报[J]，矿山压力与顶板管理，1994．
[21] 连志斌．谈综采工作面端面冒落与架型的关系[J]．
[22] 李树刚．位放煤支架的工况及其对瓦斯运移及回收率的影响[J]，问题探讨．
[23] 洪加明．河三井放顶煤综采覆岩破坏观测成果分析[J]，阜新矿业学院学报，1994．
[24] 肖英杰．山矿厚煤层综放工作面矿压显现[J]，矿山压力与顶板管理，1994．
[25] 于海勇．斜特厚煤层综采放顶煤回采工艺[J]，煤炭科学技术，1994．
[26] 吴则智．州矿区综采放顶煤开采技术的推广应用[J]，理论与实践．
[27] 周智军．采放项煤安全问题浅析[J]，河北煤炭，1994．
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[34] 漆旺生、金龙哲．顶煤开采关键性技术[J]，科技生产，2004．
[35] 徐永圻．矿开采学[M]，徐州：中国矿业大学出版社，1993．2．
[36] 张开智．综放顶煤运移规律于高产高效工艺参数研究[D]，泰安：山东科技大学，2000．9．
[37] 杨振复，罗恩波．放项煤开采技术于放顶煤液压支架[M]，北京：煤炭工业出版社，1995．
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[39] 闫少宏，富强．综放开采顶煤顶板板活动规律的研究与应用[M]，北京，煤炭工业出版社，2003．
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[42] FLAC~(3D) (2.0)User Manual Itasca Consulting Group[M], Inc. Minnesota, USA, 1996.
[43] S. C. Blair, N. G. .W. Cook, 1998, Analysis of compressive fracture in rock using statisical techniques:part Ⅰ. Anon-liner rule-bascel model, Int. J. Rock Mech. Min. sci, Vol. 35, No. 7, 837-848
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