塔山煤矿特厚煤层放顶煤开采优化策略研究

本文主要探讨了大同矿区特厚中硬煤层综放顶煤的运移规律，针对塔山煤矿这一特定场景，该矿采用的采高为4.5米，放煤高度为10.5米，这在大采高特厚煤层放顶煤开采中具有代表性。研究采用了相似材料放煤试验和PFC3D软件进行深入分析，以理解不同放煤方式（如单轮顺序放煤、单轮间隔放煤、多轮顺序放煤以及第一轮顺序第二轮间隔）对顶煤运移和回收效果的影响。 首先，试验采用了比例1:100的倾斜工作面模型，配置了不同直径的鹅卵石和砂子以模拟真实的煤炭和岩石结构。实验中，通过控制抽板的抽出，模拟支架的移动和煤的切割，同时记录放煤时间和煤的产出量，对不同放煤方式下顶煤的回收率和夹矸率进行了细致测量。 结果显示，（1）各级块度均匀的混合有利于提高顶煤的放出效率，放煤时间顺序为多轮间隔放煤>多轮顺序放煤>单轮间隔放煤>单轮顺序放煤。在顺序放煤的情况下，当块径小于0.3米时，回收率相对较高。这表明顺序放煤方式可能有助于减少煤块间的摩擦阻力，提高整体的放煤效果。 （2）间隔放煤方式通过减少连续放煤带来的应力集中，有助于减小顶煤破碎和运移过程中的能量消耗，从而降低运移阻力，提高顶煤回收的完整性。然而，具体哪种放煤方式最优，还需结合实际生产条件，如煤层硬度、顶板稳定性等因素进行综合考虑。 通过对这些试验数据的分析，研究者得出了特厚煤层大采高放顶煤开采的基本规律，这对于优化塔山煤矿的开采工艺和提高生产效率具有重要指导意义。此外，这项研究也为其他类似地质条件的矿井提供了一种科学的决策依据，推动了煤炭行业的技术进步和安全开采水平的提升。