底层大采高综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的物理模拟研究

摘要

根据酸刺沟煤矿6-1#煤层的赋存条件,运用1∶30的大比例物理模拟试验,研究底层4.5 m大采高综放全厚开采20 m特厚煤层顶煤和顶板垮落特征、采空区垮落矸石的碎胀特性和堆积角、支架的工作阻力、煤炭回收率以及煤壁前方支承压力作用特征等.研究结果表明:(1)底层大采高综放全厚开采20 m特厚中硬煤层,在技术上是可行的.(2)根据顶煤、顶板垮落特征,工作面的开采过程可分为初采阶段、过渡阶段和正常放煤阶段.在初采与过渡阶段,煤炭回收率n随工作面推进距离L的增加呈对数规律提高.(3)进入正常放煤后,顶煤放出率可以达到70%,工作面采出率可以达到75%.顶煤放出率随顶板岩梁的垮落呈周期性变化.(4)在支架后方会出现大厚度顶煤悬伸,顶板周期性垮落时会发生大高度切顶现象,要求支架有足够的抵抗顶煤、顶板断裂产生的向后旋转作用力.(5)为确保安全和顶煤及时垮落,应实施预爆破或预注水弱化顶煤措施.