Studie zum Verhalten der Rückgewinnung von oberem Kohlenanteil und Parameteroptimierung unter verschiedenen Abbauverhältnissen im Steinkohlenbergbau bei dicken Kohlenflözen

Das Abbauverfahren mit Absenkung des oberen Kohlenanteils ist eine der effektivsten Methoden zur Gewinnung von steil geneigten und ultradicken Kohlenflözen. Um den Einfluss des Abbauverhältnisses (das Verhältnis zwischen der Abbauhöhe und der Dicke des oberen Kohlenanteils) auf das Rückgewinnungsverhalten des oberen Kohlenanteils und die Charakteristika des Untergrunddrucks zu untersuchen, verwendet diese Studie sowohl die Partikelstromcode (PFC) diskrete Elementmethode als auch einen gekoppelten FLAC3D–PFC3D numerischen Simulationsansatz. Die Auswirkungen verschiedener Abbauverhältnisse (1:3, 1:3.2 und 1:3.4) auf das Rückgewinnungsverhältnis des oberen Kohlenanteils, die Spannungsverteilung und die Merkmale der Abfallanhäufung wurden analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass das Abbauverhältnis einen signifikanten Einfluss auf die Rückgewinnung des oberen Kohlenanteils hat. Bei einem Abbauverhältnis von 1:3.2 führte die Anwendung eines Intervalls mit zwei Schnittlagen und einer Absenkung zu einem Rückgewinnungsverhältnis des oberen Kohlenanteils von bis zu 94,8 %. Eine druckentlastende Zone mit bogenförmiger Verteilung bildete sich über der Abbaugrube, während sich eine Spannungs-konzentrierte Zone vor der Kohlenwand entwickelte, wo die Kohlen-Gesteinsmasse einer Kompression und einem Versagen ausgesetzt war. Die Dachverstellung zeigte eine bogenförmige Verteilung, während die Fußverstellung asymmetrisch war, mit größerer Hebung am unteren Ende. Als sich die Arbeitsfront vorschob, dehnte sich die horizontale Entwicklung der plastischen Zone schnell aus, während die vertikale Ausdehnung nur geringfügig verändert wurde. Während des Abbauprozesses zeigte der obere Kohlenanteil ein günstiges Abbauverhalten mit guter Fließfähigkeit und Ansammlungseigenschaften. Diese Ergebnisse bieten theoretische Unterstützung für die Erreichung einer hohen Bergbaugewinnung in dicken Kohlenflözbetrieben und bieten praktische Hinweise zur Optimierung der Abbauprozessparameter in der Praxis.