不同采放比综放面支承压力分布规律研究.pdf

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1、能源技术与管理2014年第39卷第6期EnergyTechnologyandManagementVo1．39No．6doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2014．06．023不同采放比综放面支承压力分布规律研究王俊章(山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿，山西长治046000)[摘要]在放顸煤开采过程中，机采高度的增加将引起工作面超前支承压力的相应变化，从而影响放顸煤的设备选型、采出率及工作面安全生产。通过理论分析了不同采放比工作面支承压力的变化情况，进而建立UDEC数值模型，对不同采放比下综放工作面

2、的超前支承压力变化规律进行分析比较，得出其变化规律。该结论对确定放顶煤合理采放比和设备选型有一定的参考价值。[关键词】综放开采；采放比；支承压力[中图分类号]TD323[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2014)06_OO54_O3且推动顶煤最大应力值点前移，塑性区破坏范围0引言也相对增加，此时更加有利于使顶煤充分破碎。不在煤层开采过程中，就缓倾斜厚煤层放顶煤同采高下超前支承压力变化曲线如图1所示。开采方法而言，不同采放比条件下煤体超前支承压力变化规律有所不同，能够采用合理采放比进行采煤，是保证工作面安全高效回采

3、的有效方法。在此方面许多国内外学者也作出了大量研究，并取得了丰硕成果。1地质概况图1同一煤层不同采高支承压力变化曲线五阳矿区可采3煤层厚1．996．91m，平均3数值模型的建立5．54m。煤层结构面较为简单，含部分夹矸，夹矸厚通常为0．17—0．41m，平均厚0．4I11，主要成分为五阳矿区是一座高瓦斯现代机械化矿井，采炭质泥岩和泥岩。煤层顶板和底板均主要为砂质用放顶煤开采方法给瓦斯治理带来了一定的难泥岩和泥岩，部分为粉砂岩或中细粒砂岩。该煤层题，然而近年来出现的3．5m以上的大采高综放属于大厚度稳定可采煤层，煤层变异系数为0

4、．19，技术，为综放开采的瓦斯治理提供了新办法。现场可采指数为0．99，矿压显现较为剧烈。因此，对3试验表明：采高加大，不仅可增大工作面通风断煤层不同采放比情况下煤体超前支承压力分布特面、缩短放煤时间、提高回收率，还可以提供放煤点进行研究分析，对于顶煤安全回采及煤壁支护空间，增加工作面支架后方通风量，为瓦斯治理提至关重要供保障。综上所述，增大采高对实现工作面的安全、高产高效有重要意义。2不同采放比对煤体应力区影响根据上述分析，使用离散元UDEC4．0软件建随着工作面的不断推进，在不同采放比情况立模型，对不同采放比的综放工作面超

5、前支承压下，超前支承压力分布规律也发生局部变化。经实力进行数值分析、比较，为采用合理采放比提供一验研究分析表明，随着采放比的合理增加，顶煤塑定的指导。性破坏范围不断加大，且超前支承应力峰值点成3．1数值模型边界与地质条件周期性逐渐前移推进，同时应力峰值增大。原因是模拟模型本构关系采用摩尔一库伦模型，节随着机采高度增加，原弹性区顶煤所受垂直与水理、层理、断层接触面选用库伦滑移模型，并以五平主应力差值增大，从而煤体内剪切应力值增大。阳矿区首采8001工作面顶底板及煤层地质条件当最大剪应力超过其煤体抗剪强度时，煤体破坏，为依据，利用

6、离散分析原理建立数值模型参数，其能源技术与管理2014年第39卷第6期56EnergyTechnologyandManagementV0I_39No．6分布特点进行分析研究如图3、4所示。前支承压力达到峰值24．98MPa。由此可见，随采高的不断增加，机采煤和放顶煤超前支承应力峰值均逐渐前移，分别由距煤壁5．2m增加到6．7m及距煤壁10．6m增加到12-3m。在不同采高下，机采煤和放顶煤中超前支承应力峰值变化范围在19．72—24．98MPa之间，变化较小；当采高为4．0m时放顶煤应力峰值相对较大，为21．62MPa，此时更

7、有利于顶煤的破碎，但其机采煤中应力峰值也较大，不利于煤壁稳定。图3超前支承压力观测线布置5结论通过理论分析合理采放比得出了采用大采高罨放顶煤的可行性，进而采用UDEC数值分析计算软件，运用Coulomb—Mohr屈服准则理论，对五阳矿区3煤层大采高综放面可行性进行了数值分析，得出结论如下：①不同采放比情况下，煤体超距二f作面距离／n前支承压力分布特点有所不同。随采放比的增加，(a)3．0m采高煤体超前支承压力峰值不断向前推移及增加，且塑性破坏区范围不断加大，有利于顶煤的破碎及放顶。②随着采高的增加，机采煤与放顶煤超前支承应力分

8、布规律及峰值不断发生变化，当采高为4．0m时，机采煤体超前支承压力在工作面前方约6．7m处达到峰值24．98MPa；顶煤在工作面前方距■：作面距离／m约12．3m处达到峰值21．62MPa，此时更有利于(b)3．5m采高顶煤破碎，同时要加强煤壁管理，增加支护强度。[参考文献]