[发明专利]一种综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置及模拟方法

说明书

本发明公开了一种综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置及模拟方法，模拟装置包括一次放煤模拟子机构和二次放煤模拟子机构，首尾相接、平行设置；一次放煤模拟子机构包括一次放煤固定架、一次放煤尾梁、一次放煤油缸，一次放煤油缸固定连接在一次放煤固定架上，一次放煤尾梁固定设置在一次放煤油缸的活塞杆上随活塞杆伸缩移动；二次放煤模拟子机构包括二次放煤固定架、二次放煤尾梁、二次放煤油缸，二次放煤油缸固定连接在二次放煤固定架上，二次放煤尾梁固定设置在二次放煤油缸的活塞杆上随活塞杆伸缩移动；一次放煤固定架在一次放煤油缸的后端设置有步距调节器，该步距调节器与二次放煤尾梁的前端相抵。模拟方法是由上述模拟装置执行完成。

技术领域

本发明涉及放煤工艺的相似模拟实验技术领域，尤其涉及一种综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置及模拟方法。

背景技术

综放开采技术作为我国开采特厚煤层的主要方法，顶煤回收率低和含矸率高一直都是放顶煤开采面临的主要问题，所以，研究放煤工艺及煤岩界面演变规律，对矿井高产高效以及资源充分利用有着重要的意义。放顶煤工作面采用的放煤工艺不同，煤岩界面的演变规律就会发生相应变化，从而导致顶煤回收率、含矸率发生变化，如果放煤工艺及各工序参数选择不合理，就会导致顶煤回收率低、混矸率高，造成资源浪费，采煤成本高。由于井下放煤环境复杂、且放煤过程的不可见性，导致关于放煤工艺及煤岩界面演变规律的现场研究与工程测量难度很大，目前煤矿在选择放煤工艺时，多采用计算机模拟相似模拟实验进行放煤工艺的模拟，根据模拟结果，从中选择一种适应本矿地质条件、顶煤回收率高、含矸率低的放煤工艺。但是上述模拟试方法仍存在一些问题，主要表现在：1）计算机模拟是一种理想化的模拟手段，模拟速度快，但不能真实反映现场实际条件，导致模拟效果与现场真实效果差别较大，多用于定性判断；2）相似模拟是一种物理模拟手段，通过对现场放煤机构等比例缩放，进行放煤工艺模拟，它可以考虑更多现场实际因素，模拟效果更加真实，且该实验在地面实验室进行，可以直观查看放煤过程中的煤岩界面演变规律，但目前的相似模拟实验装置机械化程度、自动化程度低，放煤过程需要人工参与、配合完成，并且一次只能模拟一台放煤机构的放煤过程，不能与现场实际放煤过程中多台放煤机构同时放煤相一致，同时放煤机构的放煤口大小多由人工控制，在放煤过程中不能连续变化，放煤步距不能自动调节，对井下煤层赋存条件的非均质性也没有考虑，与现场真实煤层环境以及放煤过程仍有较大差距。

发明内容

本发明目的是解决上述问题，提供设计一种机械化、自动化程度高的综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置及模拟方法，可以模拟井下综放工作面煤层赋存非均质性的实际条件，可以同时模拟多台放煤机构（n≥3）的放煤过程，且在放煤过程中，不同放煤机构的放煤口可以根据控制程序自动连续变化，放煤步距也可以自动调节，同时，通过顶煤筛分网，实现不同顶煤体大小的自动筛分，最终使整个放煤过程的模拟更为真实、高效。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种综放工作面多放煤口群组放煤模拟装置，包括若干个平行无间隔布置的放煤模拟机构，所述放煤模拟机构最少包括一个一次放煤模拟子机构和一个二次放煤模拟子机构，一次放煤模拟子机构和二次放煤模拟子机构首尾相接、平行设置；所述一次放煤模拟子机构包括一次放煤固定架、一次放煤尾梁、一次放煤油缸，一次放煤油缸固定连接在一次放煤固定架上，一次放煤尾梁固定设置在一次放煤油缸的活塞杆上随活塞杆伸缩移动；所述二次放煤模拟子机构包括二次放煤固定架、二次放煤尾梁、二次放煤油缸，二次放煤油缸固定连接在二次放煤固定架上，二次放煤尾梁固定设置在二次放煤油缸的活塞杆上随活塞杆伸缩移动；所述一次放煤固定架在一次放煤油缸的后端设置有步距调节器，该步距调节器与二次放煤尾梁的前端相抵。

进一步的，所述步距调节器包括步距调节油缸和固定在步距调节油缸活塞杆上的调节尾梁，所述步距调节油缸固定在一次放煤固定架上，与一次放煤油缸背靠背设置。

进一步的，所述一次放煤固定架、二次放煤固定架均固定于实验框架上。