公务素矿大倾角特厚煤层长壁综放开采工艺研究

摘要

本文针对大倾角特厚煤层应用长壁综放工艺开采的发展趋势及存在问题，以神华乌海能源公务素煤矿的实际情况为依据，16＃煤层为研究对象，在总结前人研究成果及现场调研的基础上，综合采用理论分析、比对分析、综合模糊评价、数值分析（MATLAB数值优化和FLAC3D数值模拟）、正交试验等多种研究手段，对公务素煤矿大倾角特厚煤层长壁综放开采工艺进行了深入研究，重点对16#煤层选择长壁综放工艺的可行性及长壁综放工艺条件下合理工艺参数的确定、优化、试验、组合进行了分析，并通过现场应用效果的分析验证分析结果的正确性。
　　首先，研究16#煤层开采工艺选择及可行性。根据赋存及实际开采条件按照开采工艺选择的原则及实践经验提出方案，对方案进行技术比对、模糊综合评价、经济效益比对，分析其可行性，得出16#煤层采用长壁综放开采工艺是合理可行的。
　　其次，对工艺参数（采高、放煤高度、采放比、放煤步距、放煤间距、放煤方式）进行研究，以放顶煤基础理论为基础对各工艺参数进行了理论确定及 MATLAB优化，结合实际情况比较两种分析的结果，得出合理的工艺参数数值、范围值。同时发现放煤步距及放煤高度准确性和合理性有待研究，取值范围还需要近一步精确。
　　再次，对长壁综放开采不同开采工艺进行数值模拟试验研究，采用正交试验法设计出12个优化方案，结合16#煤层赋存条件及公务素煤矿实际，借助FLAC3D软件，对12方案下的顶煤破坏情况进行模拟及数值比对分析，并据此得出最优方案，借用Origin8工具出图分析了采高、放煤步距、控顶距与顶煤破碎系数的相关关系，得出最精确的数值及范围值，进一步验证16#煤层采用长壁综放工艺的可行性。
　　最后，对现场应用及效果进行了分析，总结前面对工艺参数研究的结果，得出最合理的工艺参数及精确范围值，得出最佳的工艺模式，简单阐述工艺关键技术，并分析其应用效果。现场应用表明，16#煤层选择长壁综放工艺切实可行，工艺参数数值及组合方案合理有效，证明了本文研究结论正确，能达到高产高效。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 国内外研究现状

1.3 大倾角特厚煤层长壁综放开采工艺存在的问题

1.4 课题研究的主要内容与方法

2 公务素煤矿三号井概况

2.1 矿井基本情况

2.2 16#煤层赋存及开采条件

2.3 本章小结

3 16#煤层开采工艺选择及可行性研究

3.1 工艺选择方案

3.2 工艺方案技术可行性分析

3.3 工艺方案可行性模糊综合评价

3.4 长壁综放工艺与分层综采工艺经济效益分析

3.5 本章小结

4 16#煤层走向长壁综放工艺参数确定及优化研究

4.1 放顶煤基础理论

4.2 工艺参数理论分析确定

4.3 工艺参数MATLAB优化

4.4 理论分析确定结果与优化结果比对分析

4.5 本章小节

5 16#煤层长壁综放开采工艺数值模拟试验研究

5.1 正交试验设计

5.2 开采工艺的数值模拟

5.3数值模拟结果分析

5.4 本章小结

6 现场应用效果分析

6.1 现场应用

6.2 应用效果分析

6.3 本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢