放煤口位置對放頂煤的影響

第26卷第5期煤炭學(xué)報Vol.26 No.52001年10月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETYOct.2001文章編號:0253- 993(2001 )05 -0483 -03放煤口位置對放頂煤的影響谷新建(湘潭礦業(yè)學(xué)院資源工程系，湖南湘潭411201)摘要:在分析和研究放煤口位置對放煤參數及放煤量影響的基礎上，應用松散介質(zhì)放出橢球體理論，建立了確定合理放煤口位置的數學(xué)模型，研究結果與生產(chǎn)中的實(shí)際情況十分吻合,說(shuō)明該理論的正確性，為在不同條件下選擇合理支架架型確定了它們的定量關(guān)系.關(guān)鍵詞:放頂煤;放煤口位置;放煤效果中圖分類(lèi)號: TD823.49文獻標識碼: A現場(chǎng)實(shí)際觀(guān)測資料和實(shí)驗室相似模型研究證實(shí)，頂煤在底分層采出以后,在礦山壓力和自重作用下，加上支架的反復支撐，頂煤沿- -定方向的破斷角a發(fā)生斷裂、破壞、垮落,前方形成相對穩定的頂煤斷裂壁，后方則是已垮落的松散煤體,當支架放煤口打開(kāi)以后,已破碎散體狀頂煤靠自重流人放煤口.對于煤體強度、煤層傾角、頂煤高度和頂煤垮落角一定的情況下，影響純煤放出量的主要因素是放煤口的位置，不同的位置,頂煤斷裂壁到放煤口的水平距離(lo)不同,放出體的高度(ho)不同,放出體體積和形態(tài)也不- -樣,直接影響放煤效果.因此研究和了解放煤口位置對放煤參數的影響，正確確定放煤口的合理位置,對選擇合理的支架類(lèi)型,實(shí)現最佳放煤效果，具有非常重要的意義.1放煤口位置對 放煤參數的影響在頂煤高度(h)和垮落角(a)為定值的條件下，并且已知底分層開(kāi)采高度( m )和支架尾梁傾斜角度(β),它們與頂煤斷裂壁至放煤口的水平距離(lo)的關(guān)系如圖1所示，并可建立如下數學(xué)關(guān)系，即lo= (m - Os)cot β,(1)式中，Os為放煤口高度, m.201改變放煤口高度,通過(guò)式(1)很容易計算頂煤斷裂壁至放煤口的水平距離(lo).由于放煤口位置發(fā)生變化,放出體高度(ho)也要隨之而變化，即ho= h+ m- Os.(2)由于放煤口位置的變化，引起lo和ho變化，根據lo和ho的圖1放出橢球體的變化規律變化情況,便可判斷放出體是否產(chǎn)生軸偏角.當放煤口位置lo 滿(mǎn)足Fig.1 The change law of drawing elipsileelo>l,軸偏角基本為零;若lo1- tananB),[(ho∞ta- (o)cs θ- hosin 0] _| hocsθ+ (hoota- lo)sinθ+pt<1-tanatanβ)ho∞osθ+ (hocota- lo)sin 0(1-e2)(5)2放煤口位置對放出煤量 的影響研究證明，在有邊界約束下放煤，當a, h, β為定值時(shí),影響放出體體積的主要因素為lo, H, 0,改變其中-一個(gè)因素就會(huì )影響純放煤量(Q)的多少,而因素lo, H, θ的變化主要是由于放煤口位置的變化而引起的，因此放煤口位置的變化直接影響放煤效果.由參考文獻[1]可知，放煤口位置(l0，H)與純煤放出量(Q)成線(xiàn)性關(guān)系,如圖2所示.已知放煤口位置(l0，H)等參數,通過(guò)式(1)~ (5)進(jìn)行理論計算,并利用圖2,便可清楚地知道對應的純煤放出量[2],見(jiàn)表1.7.5p5.0f5.02號2.t0510 20.0一5式方520H/m(a)(b) .圖2Q與H的關(guān)系Fig.2 The relation between Q and H(a) a=75'; (b)a=60'; 1~3- -l=1.0, 1.5, 2.0m .表1放煤口位與純放煤量Table 1 Drawing opening position and amount of pure coal drawinga=60"，h=4m, m=2.2m, β=45°a=75*, h=6m, m=2.5 m, β=35°參數Os=0.5 m0s=1.0mOs=1.5mOs=1.1 m0s=1.8 m .lo/m2.01.51.0ho/m6.56.07.47.06.7θ/(°)1.512.093.430.510.731.416o/L10.490.40 .0.290.800.527.366.877.407.036.81Q/kg2.181.751.32中國煤化工1.77fYHCNMHG從表1中可以看出,放煤口高度(△s)越小,放煤量越大，放煤效果最好,這就驗證了生產(chǎn)中低位放煤比高位放煤效果好的結論.第5期谷新建:放煤口位置對放頂煤的影響4853結語(yǔ)應用放頂煤開(kāi)采基礎理論，研究了放煤口位置對放煤參數及放煤效果的影響,并推導出了它們的理論計算公式,這對合理確定放煤口位置、選擇適宜的支架架型,完善放頂煤開(kāi)采理論和指導生產(chǎn)都具有重要的理論價(jià)值和廣泛的應用前景.參考文獻:[1] 于海勇,賈恩立,穆榮昌.放頂煤開(kāi)采基礎理論[M].北京:煤炭工業(yè)出版社, 1995.101~ 148.[2]于海勇， 張海戈.關(guān)于放頂煤綜采放煤步距的理論探討[J].煤炭學(xué)報，1993, 18(4): 37~42. .作者簡(jiǎn)介:谷新建(1958-),男,湖南湘潭人,副教授, 1982年畢業(yè)于中南礦冶學(xué)院采礦工程專(zhuān)業(yè),現從事采礦工程的教學(xué)與科研工作,發(fā)表學(xué)術(shù)論文10多篇.The effects of drawing opening position on sublevel cavingGU Xin-jian(Department of Mining Enginering, Xiangtan Polstechric University, Xiangtan 411201, China)Abstract: On the basis of an analysis of the effects of drawing opening position on the parameters and output forcoal drawing, a model of optimal drawing opening position was established based on the theory of drawing llip-soid in loose medium. The conclusions of this study conform to the actual situation in production. It shows thattheory itself is correct. The optimal support can be induced depending upon the varying conditions.Key words: sub-level caving; drawing opening position; drawing effectiveness中國煤化工MYHCNMHG