放煤口位置对放顶煤的影响

第26卷第5期煤炭学报Vol.26 No.52001年10月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETYOct.2001文章编号:0253- 993(2001 )05 -0483 -03放煤口位置对放顶煤的影响谷新建(湘潭矿业学院资源工程系，湖南湘潭411201)摘要:在分析和研究放煤口位置对放煤参数及放煤量影响的基础上，应用松散介质放出椭球体理论，建立了确定合理放煤口位置的数学模型，研究结果与生产中的实际情况十分吻合,说明该理论的正确性，为在不同条件下选择合理支架架型确定了它们的定量关系.关键词:放顶煤;放煤口位置;放煤效果中图分类号: TD823.49文献标识码: A现场实际观测资料和实验室相似模型研究证实，顶煤在底分层采出以后,在矿山压力和自重作用下，加上支架的反复支撑，顶煤沿- -定方向的破断角a发生断裂、破坏、垮落,前方形成相对稳定的顶煤断裂壁，后方则是已垮落的松散煤体,当支架放煤口打开以后,已破碎散体状顶煤靠自重流人放煤口.对于煤体强度、煤层倾角、顶煤高度和顶煤垮落角一定的情况下，影响纯煤放出量的主要因素是放煤口的位置，不同的位置,顶煤断裂壁到放煤口的水平距离(lo)不同,放出体的高度(ho)不同,放出体体积和形态也不- -样,直接影响放煤效果.因此研究和了解放煤口位置对放煤参数的影响，正确确定放煤口的合理位置,对选择合理的支架类型,实现最佳放煤效果，具有非常重要的意义.1放煤口位置对 放煤参数的影响在顶煤高度(h)和垮落角(a)为定值的条件下，并且已知底分层开采高度( m )和支架尾梁倾斜角度(β),它们与顶煤断裂壁至放煤口的水平距离(lo)的关系如图1所示，并可建立如下数学关系，即lo= (m - Os)cot β,(1)式中，Os为放煤口高度, m.201改变放煤口高度,通过式(1)很容易计算顶煤断裂壁至放煤口的水平距离(lo).由于放煤口位置发生变化,放出体高度(ho)也要随之而变化，即ho= h+ m- Os.(2)由于放煤口位置的变化，引起lo和ho变化，根据lo和ho的图1放出椭球体的变化规律变化情况,便可判断放出体是否产生轴偏角.当放煤口位置lo 满足Fig.1 The change law of drawing elipsileelo>l,轴偏角基本为零;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放煤口位置对放出煤量 的影响研究证明，在有边界约束下放煤，当a, h, β为定值时,影响放出体体积的主要因素为lo, H, 0,改变其中-一个因素就会影响纯放煤量(Q)的多少,而因素lo, H, θ的变化主要是由于放煤口位置的变化而引起的，因此放煤口位置的变化直接影响放煤效果.由参考文献[1]可知，放煤口位置(l0，H)与纯煤放出量(Q)成线性关系,如图2所示.已知放煤口位置(l0，H)等参数,通过式(1)~ (5)进行理论计算,并利用图2,便可清楚地知道对应的纯煤放出量[2],见表1.7.5p5.0f5.02号2.t0510 20.0一5式方520H/m(a)(b) .图2Q与H的关系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放煤口位与纯放煤量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°参数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中国煤化工1.77fYHCNMHG从表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,这就验证了生产中低位放煤比高位放煤效果好的结论.第5期谷新建:放煤口位置对放顶煤的影响4853结语应用放顶煤开采基础理论，研究了放煤口位置对放煤参数及放煤效果的影响,并推导出了它们的理论计算公式,这对合理确定放煤口位置、选择适宜的支架架型,完善放顶煤开采理论和指导生产都具有重要的理论价值和广泛的应用前景.参考文献:[1] 于海勇,贾恩立,穆荣昌.放顶煤开采基础理论[M].北京:煤炭工业出版社, 1995.101~ 148.[2]于海勇， 张海戈.关于放顶煤综采放煤步距的理论探讨[J].煤炭学报，1993, 18(4): 37~42. .作者简介:谷新建(1958-),男,湖南湘潭人,副教授, 1982年毕业于中南矿冶学院采矿工程专业,现从事采矿工程的教学与科研工作,发表学术论文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中国煤化工MYHCNMHG