综放开采含硬夹矸顶煤破碎机理及控制技术研究

为解决含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性差、回收率低的问题，运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法，建立了夹矸破断的均布载荷薄板力学模型，数值模拟比较分析了不同夹矸层数对顶煤破碎机理及冒放性的影响规律。同时，运用LS-DYNA3D显式动力分析程序模拟了不同装药方式、不同炮孔位置时的爆破作用效果，在此基础上提出了顶煤深孔预裂爆破、双轮间隔放煤等措施。研究结果表明，工作面中部滞后煤壁3~5 m为易拉伸破断区，两端头为易剪切破坏区，夹矸对顶煤冒放性的影响程度与其层数呈正相关，不耦合装药、炮孔位置位于夹矸内部时的爆破效果更好，实施顶煤弱化措施和优化采放工艺后，顶煤放出率提高至85%以上。