综放开采顶煤放出律的BBR模型与优化策略

本文主要探讨了综放开采顶煤放出规律的BBR研究，这是在煤炭开采领域的一项重要课题。BBR（Bottom Boundary Release）研究方法是通过对自主研制的相似模拟实验台和PFC（Particle Flow Code，颗粒流仿真软件）的应用，对顶煤开采过程中的关键因素进行深入研究。研究的核心内容包括四个方面：煤岩分界面、顶煤放出体、顶煤采出率以及含矸率。 首先，研究者通过实验观察和模拟分析，发现煤岩分界面的形态对于顶煤的放出有着显著影响。他们提出可以使用抛物线函数来近似描述煤岩分界面的形态，这有助于理解和预测顶煤的分布情况。其次，支架和移架的操作方式对顶煤放出体的发育阶段划分至关重要，研究发现支架掩护梁的存在会导致放出体前部发育加快，并且通常会超出预设的椭球体范围，因此得出结论，顶煤放出体实际上是被支架掩护梁切割的非标准椭球体，即切割变异椭球体。 提高顶煤采出率和降低含矸率是开采优化的关键目标。研究建议通过扩大放出体与煤岩分界面的接触面积，即增加相切范围，来实现这一目标。同时，合理选择放煤工艺和参数，以及有效控制煤岩分界面的形状，是实现高顶煤采出率的有效策略。此外，文中还特别强调了顶煤所在的待放区域，它通常位于采空区岩石与支架顶梁形成的压力释放区域，这会影响到顶煤的开采稳定性，特别是在放煤口附近，顶煤容易形成拱形结构。 本文的研究成果对于优化综放开采技术、提高开采效率以及减少开采过程中产生的废石量具有实际意义，为煤炭行业的可持续发展提供了科学依据。研究工作得到了国家自然科学基金煤炭联合基金和国家重点基础研究发展计划（973）等项目的资金支持，显示出其在煤炭开采领域的前沿性和创新性。