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多夹矸特厚煤顶板地面压裂协同弱化控制技术
1
作者 郑森 《江西煤炭科技》 2026年第1期98-101,106,共5页
为解决马道头矿3-5^(#)煤层综放工作面来压强度大、顶煤冒放性差的问题,以8403综放工作面开采为背景,对顶煤裂隙发育情况及冒放特征进行分析研究,通过数值模拟与现场试验相结合的方法,探究顶板、顶煤地面水力压裂协同弱化技术的可行性... 为解决马道头矿3-5^(#)煤层综放工作面来压强度大、顶煤冒放性差的问题,以8403综放工作面开采为背景,对顶煤裂隙发育情况及冒放特征进行分析研究,通过数值模拟与现场试验相结合的方法,探究顶板、顶煤地面水力压裂协同弱化技术的可行性及效果,结果表明:8403综放面顶煤夹矸层数多、完整性较好,影响顶煤的冒放性。顶板弱化处理可有效减小厚层坚硬顶板导致的悬顶长度,缓解应力集中现象、改善顶煤结构。8403综放面实施该技术后,工作面来压强度明显减弱、顶煤回收率较未实施压裂区域提升了6.1个百分点,取得良好的工程技术效果。研究结果对于类似特厚煤层综放开采效率及安全性提升具有重要意义。 展开更多
关键词 特厚煤层 顶板压裂 地面钻孔 顶煤回收率
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特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 被引量：78
2
作者 于斌 徐刚 +9 位作者 黄志增 郭金刚 李政 李东印 王世博 孟二存 潘卫东 牛剑峰 薛吉胜 赵铁林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期42-53,共12页
综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上... 综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、"采-支-放-运"系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面"采-支-放-运"系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 特厚煤层 智能综放 群组放煤 采放协调 煤矸识别 控制装备
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特厚煤层综放开采采空区侧向矿压特征及应用 被引量：82
3
作者 成云海 姜福兴 庞继禄 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1088-1093,共6页
以水帘洞煤矿3801特厚硬煤层综放工作面开采为工程背景,对采空区侧矿压显现进行了两次在线实时观测,结果如下:①得到了采空区巷道覆岩移动、支护体受力、侧向支承压力显现特征,揭示了工作面上端头采空区侧周期来压等于走向周期来压步距... 以水帘洞煤矿3801特厚硬煤层综放工作面开采为工程背景,对采空区侧矿压显现进行了两次在线实时观测,结果如下:①得到了采空区巷道覆岩移动、支护体受力、侧向支承压力显现特征,揭示了工作面上端头采空区侧周期来压等于走向周期来压步距,建立了采空区侧向上位直接顶"岩-矸"结构(位于煤层上方16～24 m)、基本顶"岩-梁"结构的覆岩结构模型;②建立采空区巷道隔离墙受力模型,结合实验得到的矸石充填体"应力-应变"关系,计算得出采空区巷道隔离墙承载性能适应覆岩运动;③根据工作面上端头采空区侧周期来压超前于支护受力、侧向支承压力显现的时序关系,确定了覆岩运动对压力显现的主导作用。应用研究结果,优化3802运输巷与3801综放工作面煤柱宽度为8 m,较以往煤柱宽度减少22 m,已施工完毕的3802运输巷达到了预期效果,技术经济效益显著。 展开更多
关键词 特厚硬煤层 综放开采 采空区 侧向矿压特征 区段煤柱
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浅埋深厚煤层综放开采顶板断裂力学模型 被引量：36
4
作者 陈忠辉 冯竞竞 +1 位作者 肖彩彩 李瑞华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期449-452,共4页
根据浅埋深特厚煤层综放开采采高大,采空区垮落矸石不充分,不能有效支撑老顶岩梁,造成老顶架后切落的特点,建立了老顶断裂力学模型,利用断裂力学理论推导了老顶的断裂步距和支架的合理工作阻力.结果表明,老顶的断裂步距不仅与老顶的岩... 根据浅埋深特厚煤层综放开采采高大,采空区垮落矸石不充分,不能有效支撑老顶岩梁,造成老顶架后切落的特点,建立了老顶断裂力学模型,利用断裂力学理论推导了老顶的断裂步距和支架的合理工作阻力.结果表明,老顶的断裂步距不仅与老顶的岩性特征和上覆岩层的荷载有关,而且与支架的工作阻力和水平挤压力有关.对平朔安家岭地下矿综放开采支架合理工作阻力进行分析,理论结果和实测结果比较一致. 展开更多
关键词 浅埋深特厚煤层 综放开采 顶板断裂
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特厚坚硬煤层分层综放开采关键技术研究 被引量：21
5
作者 张顶立 何佐德 +3 位作者 董伟君 陆文才 毛廷育 李祥 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期273-279,共7页
通过对特厚坚硬煤层综放开采技术的系统分析，指出提高坚硬顶煤的冒放性和瓦斯的综合治理是该条件下综放开采所面临的主要技术难题。在对特厚坚硬顶煤结构及破碎特点分析的基础上，提出了提高坚硬顶煤冒放性的主要技术途径和措施，在宁... 通过对特厚坚硬煤层综放开采技术的系统分析，指出提高坚硬顶煤的冒放性和瓦斯的综合治理是该条件下综放开采所面临的主要技术难题。在对特厚坚硬顶煤结构及破碎特点分析的基础上，提出了提高坚硬顶煤冒放性的主要技术途径和措施，在宁夏太西集团白芨沟矿煤层特厚、坚硬、顶板坚硬、高瓦斯和浅埋深条件下，成功地进行了分层综放开采的实践，达到了工作面年产 １５０Ｘ １０４ｔ的生产水平。在该条件下实现了综放开采技术的突破，取得了预期的效果。 展开更多
关键词 特厚坚硬煤层 分层综放开采 冒放性 支架 选型
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综放全厚开采20m特厚中硬煤层数值模拟研究 被引量：16
6
作者 王吉生 柴肇云 +1 位作者 康天合 李义宝 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第2期175-179,共5页
针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承... 针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承压力峰值随工作面长度的增加而增大;顶煤破坏系数随工作面推进距离和工作面长度的增加而变化。考虑矿山压力对顶煤的压裂作用,20m特厚中硬煤层综放工作面的长度应大于300 m;建议综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的底层工作面应采用4.5 m的大采高;支架合力作用点位置和支架阻力对顶煤压裂和支护系统的稳定性起着十分重要的作用;给出了合理的开采工艺参数及其匹配。 展开更多
关键词 20 m特厚煤层 综放全厚开采 工作面长度 工艺参数 顶煤压裂
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富水覆岩特厚煤层综放开采相似材料模拟研究 被引量：9
7
作者 伍永平 胡宝峰 +2 位作者 解盘石 高喜才 张艳丽 《煤炭工程》 北大核心 2013年第12期61-63,67,共4页
为研究综放工作面在不同采高情况下富水覆岩破坏特征,以胡家河矿首采401101工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验的方法,通过三次不同采高(10m、8m、6m)的实验,研究当工作面推进到180m时上覆岩层在不同采高下的破坏状况,导水裂隙带高... 为研究综放工作面在不同采高情况下富水覆岩破坏特征,以胡家河矿首采401101工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验的方法,通过三次不同采高(10m、8m、6m)的实验,研究当工作面推进到180m时上覆岩层在不同采高下的破坏状况,导水裂隙带高度能否到达含水层。在此基础上,分析了采动岩体的周期破断和裂隙发展过程,以及支承压力分布的变化。结论可以为胡家河矿首采面提供可靠的采高参照,以避免发生大范围的顶板透水灾害。 展开更多
关键词 富水覆岩 综放开采 导水裂隙带高度 顶板透水 特厚煤层
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急倾斜特厚煤层水平分段开采老顶断裂力学模型 被引量：54
8
作者 鞠文君 李文洲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期606-608,共3页
通过对急倾斜特厚煤层水平分段开采老顶破坏特点的分析,建立了老顶沿倾斜方向悬臂梁断裂的力学模型,推导得出老顶岩层悬臂梁能量表达式,提出了爆破断顶矿压防治技术,并在甘肃华亭煤矿试验成功.
关键词 急倾斜特厚煤层 水平分段综放开采 悬臂梁结构 爆破断项
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大倾角特厚煤层综放开采工艺参数研究 被引量：7
9
作者 王超 王开 +1 位作者 张小强 李飞飞 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2018年第1期11-14,共4页
针对孟家窑5号煤大倾角特厚煤层,运用实验室物理试验及PFC2D离散元软件模拟方法,对比不同采高和不同步距下的放煤效果,以及不同放煤方式下的顶煤采出率,从而确定合理的综放开采工艺参数。结果表明:顶煤回收率最高的是采高4.5 m两采一放... 针对孟家窑5号煤大倾角特厚煤层,运用实验室物理试验及PFC2D离散元软件模拟方法,对比不同采高和不同步距下的放煤效果,以及不同放煤方式下的顶煤采出率,从而确定合理的综放开采工艺参数。结果表明:顶煤回收率最高的是采高4.5 m两采一放,含矸率最低的是采高3.5 m两采一放。在煤岩层倾角25°和30°的时候,单轮顺序的放煤方式优于其余两种放煤方式;而在煤岩层倾角35°和40°的时候,双轮顺序的放煤方式优于另外两种放煤方式。通过本次研究,确定了孟家窑5号煤大倾角特厚煤层综放工作面合理的采放比、放煤步距以及放煤方式等,为该矿的安全、高效开采提供了参考。 展开更多
关键词 大倾角 综放开采 工艺参数 相似模拟 数值模拟
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工艺参数对顶煤冒放性影响的数值分析与硬顶煤的预处理 被引量：14
10
作者 康天合 薛亚东 +1 位作者 靳钟铭 阎志义 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期59-65,共7页
运用相似材料模型试验,得出了顶煤冒放的桥拱式、半拱式和柱式等3种结构。在煤层条件对顶煤冒放性影响研究的基础上,用有限元正交数值试验,进一步研究了开采工艺参数对顶煤冒放性的影响规律。介绍分析了硬顶煤的预注水软化和预爆破弱化... 运用相似材料模型试验,得出了顶煤冒放的桥拱式、半拱式和柱式等3种结构。在煤层条件对顶煤冒放性影响研究的基础上,用有限元正交数值试验,进一步研究了开采工艺参数对顶煤冒放性的影响规律。介绍分析了硬顶煤的预注水软化和预爆破弱化处理方法及应用效果。 展开更多
关键词 顶煤冒放性 硬顶煤 工艺参数 预注水 预处理
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特厚煤层沿空掘巷围岩控制技术研究 被引量：13
11
作者 孙浩 王文 +2 位作者 朱俊凯 顾合龙 张群磊 《煤炭工程》 北大核心 2017年第3期79-82,共4页
为了控制沿空巷道围岩变形,保证巷道稳定安全,以塔山煤矿8204工作面5204巷为工程背景进行特厚煤层小煤柱沿空掘巷试验性研究。巷道掘进期间采用锚杆、锚索、金属网、W钢带、锚索组合钢梁联合支护。由于工作面回采影响巷道围岩稳定,又在... 为了控制沿空巷道围岩变形,保证巷道稳定安全,以塔山煤矿8204工作面5204巷为工程背景进行特厚煤层小煤柱沿空掘巷试验性研究。巷道掘进期间采用锚杆、锚索、金属网、W钢带、锚索组合钢梁联合支护。由于工作面回采影响巷道围岩稳定,又在超前支承应力集中区域、采煤帮侧和小煤柱侧进行加强支护。现场巷道变形观测发现,5204巷采用的支护方式是科学合理的、安全可靠的,8204工作面现已回采完毕,围岩控制效果良好。 展开更多
关键词 特厚煤层 小煤柱 沿空掘巷 围岩控制
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预裂松动爆破技术在特厚煤层综放工作面的应用研究 被引量：11
12
作者 沈杰 范志忠 +1 位作者 赵明 沈铁库 《矿业安全与环保》 北大核心 2007年第5期27-29,32,共4页
介绍了顶煤预裂松动爆破的基本原理,利用爆轰应力波叠加和炮孔静压的综合作用破岩,计算出了硫磺沟矿W(9-15)101工作面预裂松动爆破参数的理论值,经修正得到符合实际的爆破参数,有效地提高了顶煤采出率。
关键词 预裂松动爆破 特厚煤层 放顶煤开采 采出率
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辽宁三台子水库下特厚煤层综放开采覆岩破坏特征 被引量：11
13
作者 冯国财 李强 孟令辉 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2012年第4期76-80,共5页
为确保水库下特厚煤层综放开采安全,合理留设防水安全煤岩柱,大平煤矿采用钻孔冲洗液耗失量法对覆岩破坏进行了观测研究。经对7个工作面测站12个覆岩破坏观测钻孔实测资料分析研究得出:煤层采出厚度7.54～15.17m,工作面推过36～40d,滞... 为确保水库下特厚煤层综放开采安全,合理留设防水安全煤岩柱,大平煤矿采用钻孔冲洗液耗失量法对覆岩破坏进行了观测研究。经对7个工作面测站12个覆岩破坏观测钻孔实测资料分析研究得出:煤层采出厚度7.54～15.17m,工作面推过36～40d,滞后工作面距离110～120m时覆岩破坏发育最充分。实测导水裂缝带高度为采高的15.31～19.97倍,明显大于类似软弱覆岩地层条件普通长壁全陷法开采覆岩破坏导水裂缝带发育高度。导水裂缝带上方,明显有集中发育的离层破碎带存在,实测离层破碎带高度为181.58～390.75m,是采高的24.22～36.00倍。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 覆岩破坏 冲洗液耗失量 防水煤岩柱
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大采高综放开采煤岩损伤统计力学模型 被引量：4
14
作者 高召宁 孟祥瑞 王向前 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第5期31-34,86,共5页
根据特厚煤层大采高综放开采煤壁前方支承压力的分布特征,从煤岩内部缺陷的随机性分布特征出发,基于反映煤岩内部缺陷的微元强度服从韦布分布的概念,建立了支承压力作用下煤岩的损伤统计力学模型,确定了特厚煤层大采高综放面在煤壁片帮... 根据特厚煤层大采高综放开采煤壁前方支承压力的分布特征,从煤岩内部缺陷的随机性分布特征出发,基于反映煤岩内部缺陷的微元强度服从韦布分布的概念,建立了支承压力作用下煤岩的损伤统计力学模型,确定了特厚煤层大采高综放面在煤壁片帮不影响生产的情况下的合理采高,并分析了特厚煤层大采高综放面合理采高与煤壁片帮程度、煤层内摩擦角、煤层内聚力和顶煤变形的关系。最后,通过工程实例分析,验证了该模型的合理性。 展开更多
关键词 特厚煤层 大采高综放开采 损伤统计力学模型 合理采高 煤壁片帮
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龙王沟煤矿特厚煤层上行开采可行性分析 被引量：6
15
作者 庞义辉 刘俊峰 袁任远 《煤炭工程》 北大核心 2013年第2期8-10,13,共4页
根据煤层的赋存条件,分析了特厚煤层上行开采的必要性,并采用理论分析、UDEC数值模拟对特厚煤层上行开采的可行性进行分析论证。分析结果表明:由于上部可采煤层赋存条件差,该矿井采用上行开采非常必要。理论计算结果表明,6号煤层采用一... 根据煤层的赋存条件,分析了特厚煤层上行开采的必要性,并采用理论分析、UDEC数值模拟对特厚煤层上行开采的可行性进行分析论证。分析结果表明:由于上部可采煤层赋存条件差,该矿井采用上行开采非常必要。理论计算结果表明,6号煤层采用一次采全厚整层开采会对上部煤层造成破坏,可采用预采顶分层(采高6m)上行开采方法。 展开更多
关键词 特厚煤层 上行开采 可行性分析 三带
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基于电磁辐射监测特厚煤层综放开采过程中煤岩动力灾害预测 被引量：4
16
作者 成云海 张东 +1 位作者 李琳 张明 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2012年第4期81-85,共5页
目前缺乏针对特厚煤层工作面开采的电磁辐射特征研究。本文利用电磁辐射技术对彬县水帘洞煤矿特厚煤层综掘面和综放面动力灾害倾向进行了监测,得到特厚煤层电磁辐射强度和脉冲数特征。监测结果表明:(1)掘进工作面正常掘进时,强度和脉冲... 目前缺乏针对特厚煤层工作面开采的电磁辐射特征研究。本文利用电磁辐射技术对彬县水帘洞煤矿特厚煤层综掘面和综放面动力灾害倾向进行了监测,得到特厚煤层电磁辐射强度和脉冲数特征。监测结果表明:(1)掘进工作面正常掘进时,强度和脉冲数都较小,强度在15mv以下,脉冲数基本为0;掘进至背斜构造时,强度增大、波动性较大,有弱动力灾害倾向;(2)综放面强度和脉冲数均较大,正常回采时强度在100mv以下,脉冲数在(6-10)×104范围内波动;周期来压时强度最大、脉冲数最小,强度最大到190mv,脉冲数最小值仅418次,有弱动力灾害倾向,现场采取的顶煤预裂有助于消除煤岩动力灾害发生可能性。电磁辐射变化特征对预测特厚煤层采掘过程中煤岩动力灾害倾向有参考价值。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 电磁辐射 特征 煤岩动力灾害危险性
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特厚煤层大采高煤层水力压裂技术优化与效果分析
17
作者 高文敏 《煤矿现代化》 2025年第6期72-76,共5页
特厚煤层大采高放顶煤开采策略制定过程中,因顶煤硬度与工作面顶部采空区的相互作用引发多种技术难题。采用深浅交替钻孔水力压裂技术优化开采作业,并在铺龙湾煤矿5105工作面进行工业性试验,利用FLAC3D数值模拟与现场监测技术对水力压... 特厚煤层大采高放顶煤开采策略制定过程中,因顶煤硬度与工作面顶部采空区的相互作用引发多种技术难题。采用深浅交替钻孔水力压裂技术优化开采作业,并在铺龙湾煤矿5105工作面进行工业性试验,利用FLAC3D数值模拟与现场监测技术对水力压裂作业效果进行评估。结果表明,特厚且高硬度煤层的开采作业中应用深浅交替钻孔水力压裂技术后,钻孔边缘区域出现细密微裂缝网及贯穿性主裂缝,有效削弱了顶煤层的整体力学强度,促进顶煤的自然垮落与高效采出,缩短矿压波动的周期长度,降低支架在压裂区域内的承载压力。水力压裂后顶煤中煤块尺寸由原先的800 mm降低至300 mm,放顶煤的回采率提高11.3%,促进了煤炭资源的回收利用效率。 展开更多
关键词 大采高 特厚煤层 放顶煤开采 水力压裂
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基于拉格朗日算法的综放采场矿压显现规律研究 被引量：3
18
作者 柴肇云 武小玲 康天合 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第3期23-26,共4页
着重分析了时间、工作面推进距离及上覆岩层压力对采空区冒落矸石物理力学特性的影响,运用数值模拟方法,系统研究了工作面长度对综放采场矿压显现和顶煤破碎的影响规律,为综放开采技术方案的确定提供了理论依据。
关键词 综放采场 屈服准则 冒落矸石 FLAC3D
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大倾角特厚煤层综放工作面工艺模拟试验研究 被引量：2
19
作者 孟宪锐 张英 +2 位作者 刘朝辉 李泽荃 郭元 《中国矿业》 北大核心 2009年第3期72-76,共5页
本文针对开滦赵各庄矿3237深部大倾角综放工作面的工艺参数选择,进行了全面的实验室相似材料模拟试验和工作面的对比实测研究,通过多种试验和观测手段与研究方法,获得了大量、丰富的模拟试验数据和研究成果,从而为赵各庄矿3237大倾角综... 本文针对开滦赵各庄矿3237深部大倾角综放工作面的工艺参数选择,进行了全面的实验室相似材料模拟试验和工作面的对比实测研究,通过多种试验和观测手段与研究方法,获得了大量、丰富的模拟试验数据和研究成果,从而为赵各庄矿3237大倾角综放工作面的工艺参数选择提供了可靠的科学依据。经工作面开采的实践表明,实验室相似材料模拟试验的工艺研究结论是正确可靠的,该方法完全可以作为综放工作面工艺参数选择的重要实验手段。 展开更多
关键词 工艺参数 大倾角 综放开采 回采率
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大采高综放割煤高度合理确定及放煤工艺研究 被引量：24
20
作者 于斌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第12期29-32,71,共5页
为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理... 为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理机采高度为4.0～4.3 m,合理放煤步距为一刀一放0.8 m,合理放煤方式为多轮间隔顺序多口放煤。 展开更多
关键词 特厚煤层 大采高综放 机采高度 放煤步距 顶煤采出率 放煤工艺
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