综放开采顶煤放出规律的BBR研究.pdf

书书书 第 40 卷第 3 期煤炭学报Vol． 40No． 3 2015 年3 月 JOUＲNAL OF CHINA COAL SOCIETYMar．2015 王家臣， 张锦旺． 综放开采顶煤放出规律的 BBＲ 研究［ J］ ． 煤炭学报， 2015， 40 3 487 －493． doi 10． 13225/j． cnki． jccs． 2015． 0278 Wang Jiachen， Zhang Jinwang． BBＲ study of top- coal drawing law in longwall top- coal caving mining［ J］ ． Journal of China Coal Society， 2015， 40 3 487 －493． doi 10．13225/j． cnki． jccs．2015． 0278 综放开采顶煤放出规律的 BBＲ 研究 王家臣 1， 2， 张锦旺1， 2 1． 中国矿业大学 北京资源与安全工程学院， 北京100083; 2． 中国矿业大学 北京煤炭资源与安全开采国家重点实验室， 北京 100083 摘要 借助于自主研制的相似模拟实验台和 PFC 软件， 系统研究了综放开采顶煤放出规律， 建立 了统一研究煤岩分界面、 顶煤放出体、 顶煤采出率和含矸率四要素的 BBＲ 研究体系。分析了煤岩 分界面形态以及支架和移架对其影响， 提出了可用抛物线拟合煤岩分界面。将放出体分为发育不 完整、 基本成熟和成熟 3 个发育阶段， 发现了支架掩护梁影响会使放出体前部发育较快， 始终超出 椭球体范围的现象， 指出顶煤放出体是一被支架掩护梁所切割的非椭球体， 定义其为切割变异椭球 体。为了提高顶煤采出率、 降低含矸率， 应尽可能地扩大放出体与煤岩分界面的相切范围， 通过确 定合理放煤工艺与参数， 控制煤岩分界面形态来提高顶煤采出率是可行的措施。待放顶煤区域处 于由采空区岩石与支架顶梁形成的拱形挤压力链的卸压区内， 在放煤口附近顶煤易成拱。 关键词 综放开采; 顶煤放出体; 切割变异椭球体; 煤岩分界面; 采出率 中图分类号 TD82文献标志码 A 文章编号 0253 －9993 2015 03 －0487 －07 收稿日期 2015－02－28责任编辑 常 琛 基金项目 国家自然科学基金煤炭联合基金资助项目 U1361209 ; 国家重点基础研究发展计划 973 资助项目 2013CB227903 作者简介 王家臣 1963 ， 男， 黑龙江方正人， 教授， 博士生导师。Tel 010 －62339061， E － mail wangjiachen vip． sina． com BBＲ study of top- coal drawing law in longwall top- coal caving mining WANG Jia- chen1， 2， ZHANG Jin- wang1， 2 1． School of Ｒesource and Safety Engineering， China University of Mining and Technology Beijing ， Beijing100083， China; 2． State Key Laboratory of Coal Ｒesources and Safe Mining， China University of Mining and Technology Beijing ， Beijing100083， China Abstract With self- developed similar simulation test device and particle flow code PFC ， the BBＲ research system， in which the boundary of top- coal， drawing body， recovery ratio and rock mixed ratio of top- coal were studied as a whole， was established by systematic research on the top- coal drawing law in longwall top- coal caving mining． The shape of the boundary of top- coal affected by the existence and movement of shied support was analyzed and the meth- od of fitting the boundary curve by parabola was proposed． The developing process of drawing body can be divided into three stages incomplete development stage， basically mature stage and mature stage． The front part of the drawing body develops faster than any other part because of the influence of shield beam and it is always beyond the ellipsoid area． The drawing body of top- coal is a non- standard ellipsoid cut by the shield beam， which can be defined as cut- variation ellipsoid． To improve the recovery ratio and reduce the rock mixed ratio of top- coal， the overlap area between the draw- ing body and the boundary of top- coal should be expanded as much as possible， which can be realized by selecting rea- sonable drawing technology parameters and controlling the shape of the boundary of top- coal． Top- coals to be drawn are in the distressed zone under the pressure arch between the rock in gob and the canopy of shield support， and it is easy for the top- coals around the drawing opening to arches． Key words longwall top- coal caving mining; drawing body of top- coal; cut- variation ellipsoid; boundary of top- coal; re- covery ratio 煤炭学报 2015 年第 40 卷 综合机械化放顶煤开采技术 简称综放开采技 术 是我国开采厚煤层的主要技术之一， 也是我国 煤炭行业在 20 世纪取得的重要标志性成果。综放 开采需要研究的两大核心理论问题就是顶煤破碎 机理和散体顶煤放出规律， 这两个问题也是放顶煤 开采所特有的。顶煤破碎机理研究主要是服务于 厚煤层开采工艺选择与确定， 对于易破碎的厚煤 层， 可选用放顶煤开采工艺， 否则大采高或分层开 采工艺是更好的选择。顶煤放出规律研究的目的 就是提高顶煤采出率、 降低含矸率。顶煤破碎机理 是非连续介质在采动应力作用下的渐进破碎问题; 顶煤放出规律属于非理想松散介质的流动问题， 目 前还是采用相似模拟试验与数值模拟计算为主， 若 想在理论上给出严格的数学表达或者力学求解， 难 度很大。所以目前的研究主要是基于模拟试验与 数值模拟计算开展研究［1 －7］， 同时也开展了一些顶 煤采出率的现场观测研究［8 －9］。这些研究对于认识 顶煤放出规律、 确定合理放煤工艺与参数、 提高顶 煤采出率发挥了积极作用。 综放开采的顶煤放出与金属矿开采的崩落法放 矿有相似之处， 都是散体矿石 煤 的自然放出， 但是 二者也有很大区别 ［10 －11 ］。综放开采时， 顶煤放出前 支架周期性移动、 顶煤周期性下落填充原有支架占有 空间、 煤岩分界面发生移动以及支架倾斜掩护梁与尾 梁摆动影响等， 使得二者关注和研究的重点又有很大 差异 ［1， 5， 7 ］， 因此建立综放开采顶煤放出规律研究体 系进行系统研究具有重要意义。 文献［ 5， 7 － 9， 12］主要是提出了顶煤放出的散 体介质流动特性， 并从煤岩分界面和宏观采出率上进 行了顶煤放出规律的数值模拟、 物理模拟和现场实测 工作， 文献［ 6］ 是首次进行了顶煤放出规律的三维数 值模拟研究， 本次研究是在以前研究基础上， 进行科 学提升， 建立了煤岩分界面、 顶煤放出体、 顶煤采出率 和含矸率的统一研究体系。 1BBＲ 研究的基本思想 1. 1顶煤放出过程描述 综放开采的实质就是在厚煤层底部布置一个综 采工作面， 工作面支架设计成具有放煤功能的放顶煤 专用支架， 且在工作面后部增加一部刮板输送机， 用 来运输放出的顶煤。顶煤在自重及矿山压力作用下， 随着工作面推进， 逐步破碎冒落和放出， 图 1 是顶煤 放出后的形态。在初始放煤阶段， 工作面第 1 次放煤 后， 形成的前后煤岩分界面基本对称， 支架只影响放 煤口附近的煤岩分界面形状， 如图 1 a 所示。初始 放煤后， 支架向前移动， 支架上方顶煤下落， 形成新的 煤岩分界面， 在此新的煤岩分界面下放煤。经过 2 ～ 3 个放煤循环后， 进入正常放煤阶段， 此时由于移架 和支架尾梁作用， 前后煤岩分界面不再对称， 如图 1 b 所示。 图 1顶煤放出后的煤岩分界面形态 相似模拟试验 Fig. 1Shape of the boundary of top- coal after the drawing similar simulation 1. 2BBＲ 研究的基本内涵 BBＲ 研究的基本内涵就是研究综放开采顶煤放 出过程中的煤岩分界面形态、 顶煤放出体发育过程及 形态， 目的是用来提高顶煤采出率、 降低含矸率。基 本学术思想是将每个放煤循环中的起始和终止煤岩 分界面形态、 放出体发育过程及形态、 放出煤量和混 入岩石量 4 个相互影响的时空要素统一进行研究， 形 成完整的、 反映真实放煤过程的研究体系， 将以前单 一的煤岩分界面、 放出体、 采出率等的研究统一到系 统的研究体系中， 科学地阐述 4 个要素及相互影响关 系， 为提高顶煤采出率、 降低含矸率提供科学指导。 其中 B 是指煤岩分界面 顶煤边界面 Boundary of Top- Coal ; B 是指顶煤放出体 Drawing Body of Top- Coal ; Ｒ 是指顶煤采出率 Ｒecovery Ｒatio of Top- Coal 和含矸率 Ｒock Mixed Ｒatio of Top- Coal 。 如图 2 所示， 描述了放煤过程中煤岩分界面、 顶 煤放出体形态、 放出煤量和混入岩石量 4 个相互影响 的时空要素之间的关系。 上一个放煤结束之后， 开始移架， 支架上方的顶 煤下落， 形成如图 2 a 所示的煤岩分界面， 此煤岩分 界面是此次放煤的起始煤岩分界面， 放煤就是在该煤 岩分界面下面进行; 放煤过程中， 外观上看， 散体顶煤 从放煤口逐渐流出， 顶煤内部形成流动场， 煤岩分界 面移动、 下降。通过标志点法观测， 还原放出煤量在 884 第 3 期王家臣等 综放开采顶煤放出规律的 BBＲ 研究 原有顶煤中所占有的空间， 发现实际放出煤量就是放 出体体积， 放煤过程也可以简化为放出体的发育过程 图 2 b ， c ; 放煤结束后移架前顶煤的煤岩分界 面 图 2 d ， 也是此次放煤终止时的煤岩分界面。 随着采煤继续进行， 支架前移， 支架上方顶煤下落， 形 成新的煤岩分界面， 与图 2 a 相同， 此时的煤岩分界 面就是下次放煤时的起始煤岩分界面， 放煤就是这样 周期性地进行， 直到工作面开采结束。数值模拟和相 似模拟得到的煤岩分界面具有很好的一致性 图 1 b ， 2 a 。 图 2BBＲ 体系的要素之间关系 数值模拟 Fig. 2Ｒelationship of different factors in BBＲ system numerical simulation 顶煤放出过程表明， 起始煤岩分界面形态是个重 要要素， 放煤是在该面以下进行， 放出体从放煤口开 始向上逐渐发育， 当放出体在煤岩分界面以内时， 放 出的煤量为纯顶煤; 当放出体与煤岩分界面相交时， 在相交处放出体就会含有部分岩石并放出， 成为顶煤 中混入的矸石。若在混入岩石后关闭放煤口， 如果放 出体还没有包含煤岩分界面附近的部分顶煤， 则这部 分顶煤就无法放出， 形成了顶煤损失， 遗留在采空区。 从图 2 c 可以看出， 当放出体外边界与煤岩分界面 相切， 并高度一致时， 会最大限度地放出顶煤、 减少岩 石混入， 有利于提高顶煤采出率。混入的岩石和损失 的顶煤位置主要取决于煤岩分界面和放出体形态， 放 出体最早与煤岩分界面相交处是混入岩石的初始点， 若继续放煤， 则从该点向周围扩散逐渐混入岩石。损 失的顶煤是那些在停止放煤时没有进入放出体， 处在 放出体边缘外， 而且在移架后， 下一轮放煤前没有被 新的煤岩分界面所包围的顶煤， 这部分煤炭会堆积在 采空区底部， 形成煤炭损失。当放煤终止放出体与起 始煤岩分界面在采空区一侧完全相切重合时， 顶煤的 损失量会最小， 采出率最高。因此研究和控制起始煤 岩分界面与放出体的形态是提高顶煤采出率、 降低含 矸率的科学基础。 2煤岩分界面 煤岩分界面反映的是放煤前后顶煤与破碎直接顶 的宏观形态。理论上讲， 放煤前的起始煤岩分界面与 放煤后的终止煤岩分界面之间所围成的体积再减去遗 留在采空区的顶煤， 就是此轮放煤时的放出煤量 ［ 12 ］。 煤岩分界面形态与放煤步距、 顶煤厚度、 支架几 何尺寸、 煤岩的物理力学性质、 煤岩颗粒组成等有关， 但是总体上可以用抛物线近似描述， 如图 3， 4［1， 5 －6 ］ 所示。 图 3不同放煤步距时的煤岩分界面形态 相似模拟 Fig. 3Shape of the boundary of top- coal in different drawing intervals similar simulation 以放煤步距两刀一放 相似模拟 和采放比 1∶ 2 数值模拟 的结果为例， 其煤岩分界面的抛物线方 程拟合如下。 两刀一放起始煤岩边界线 Ｒ2 0. 962 3 y － 13. 82 2 52. 63 x － 7. 21 1 两刀一放终止煤岩边界线 Ｒ2 0. 968 2 y － 13. 47 2 55. 56 x － 11. 9 2 采放比 1∶ 2 起始煤岩边界线 Ｒ2 0. 936 6 y － 3. 07 2 4. 65 x － 25. 65 3 采放比 1∶ 2 终止煤岩边界线 Ｒ2 0. 976 2 y － 2. 89 2 5. 38 x － 27. 27 4 由式 1～ 4 可以看出， 放煤过程中煤岩分界 984 煤炭学报 2015 年第 40 卷 图 4不同顶煤厚度时 采高 3 m 煤岩分界面形态 数值模拟 Fig. 4Shape of the boundary of top- coal in different top- coal thicknesses numerical simulation 线变化过程的实质是右开口抛物线顶点右移、 对称轴 下移的过程。根据起始、 终止时刻抛物线的方程即可 近似求出该次放煤量的大小。 3顶煤放出体 顶煤放出体是指将放出的煤量还原到其放出前 在原有顶煤中所占有的空间体积。在金属矿放矿理 论中业已证明在没有边界条件限制的情况下， 矿石放 出体是一空间旋转的椭球体［13 －14 ］， 由于放煤过程与 放矿过程的工艺不同， 而且支架对放出体边界影响始 终是存在的， 所以二者的放出体差异较大， 相对来说， 放煤过程更加复杂， 影响因素更多。 图 5 给出了采放比 1∶ 3、 放煤步距一刀一放条 件下， 单个放煤口放煤过程中放出体发育过程， 可以 将放出体的发育过程大体上分为 3 个阶段 阶段Ⅰ。放出体高度小于或者近似于支架高度 时， 属于起始放煤阶段， 顶煤以打开放煤口无序下落 放出为主， 类似于散体的突然垮落， 随后位于支架掩 护梁上部顶煤快速流动放出， 放出体发育不完整 图 5 a ， b 。 图 5放出体发育过程 Fig. 5Developing process of the drawing body 阶段Ⅱ。放出体高度大于支架高度， 小于支架 2 倍高度时， 如图 5 c ， d 所示， 放出体发育基本成 熟， 顶煤形成了规律的散体介质流动， 宏观上放出体 可以看作是类似椭球体 不是真正的椭球体 ， 但其 下部被支架掩护梁所切割。由图 5 c ， d 可以看 出， A 附近的放出体会超出椭球体的范畴， B 附近的 放出体会亏入椭球体的范畴。这是因为支架倾斜的 掩护梁与顶煤之间的摩擦因数要小于顶煤内部之间 的摩擦系数， 顶煤与金属掩护梁之间的摩擦因数一般 为 0. 4 ～0. 5， 甚至小于 0. 3， 而顶煤之间的摩擦因数 094 第 3 期王家臣等 综放开采顶煤放出规律的 BBＲ 研究 一般为 0. 6 ～0. 7， 个别会大于 0. 7， 因此掩护梁附近 的顶煤更容易放出， 顶煤流动速度也快， 远离掩护梁 的顶煤放出难度较大， 速度也慢， 如图 6 所示。所以 放出体并不是真正的椭球体， 但在宏观上可以将其看 作是被支架掩护梁切割掉一部分的近似椭球体， 在此 称其为 “切割变异椭球体” ， 如图 7 所示。 图 6顶煤放出速度场 Fig. 6Velocity field of top- coal 图 7切割变异椭球体 Fig. 7Cut- variation ellipsoid 阶段Ⅲ。放出体高度大于支架 2 倍高度时， 放出 体发育更加成熟、 完善， B 附近的亏缺部分逐渐消失， 但是 A 附近的超出部分始终存在， 还无法发育成真 正的椭球体， 因此放出体在宏观上仍然是“切割变异 椭球体” 。在过量放煤时， 就会混入一部分岩石， 并 放出， 如图 5 f ， g 所示。 图 8 是 5 个支架的间隔放煤三维数值模拟结果， 可以看出第 1 次间隔放煤时， 放出体体积较大， 放出 煤量较多 图 8 a 的 1， 3， 5 号放出体 ; 第 2 次放煤 是在第 1 次放煤的煤岩分界面下放煤， 受到煤岩分界 面限制， 放出体体积较小， 放出煤量较少 图 8 b 的 2， 4 号放出体 。 4顶煤采出率与含矸率 提高顶煤采出率、 降低含矸率是放顶煤开采的重 要研究内容， 但同时二者也是一对矛盾。在放煤初 图 8多架间隔放煤时的三维放出体 Fig. 8Multiple drawing body while drawing at intervals 期， 可以放出纯顶煤， 放出体完全由顶煤组成， 如图 5 a～ d 所示。但是随着放煤进行， 放出体变大， 破 碎的直接顶岩石就会进入放出体， 形成混矸， 而此时 仍然有一部分顶煤没有放出， 如图 5 e～ g 所示， 此后放出的煤量越多， 混入的岩石量就会越多， 含矸 率越高。图 9 是顶煤放出的原煤采出率、 纯煤采出率 和含矸率之间的关系 纯煤采出率 放出纯煤量/ 该放煤步距内的纯顶煤量 100; 原煤采出率 放出的煤岩量/该放煤步距内的纯顶煤量 100; 含矸率 原煤中混入的岩石量/放出的煤岩量 100 。可以看出， 开始放煤不久， 就会有岩石混 入， 但是在纯煤采出率达到 50 以前， 混入的岩石量 很少， 含矸率低于 2; 在纯煤采出率达到 70 以后， 含矸率会较快增加， 当含矸率达到 11 时， 纯煤采出 率接近 80; 当含矸率为 15 时， 纯煤采出率达 88。由图 2 c ， 5 e～ g ， 8 可知， 混入的岩石首 先出现在放出体靠近采空区一侧的中部， 然后向上、 下方向发展， 其中以向上方向发展为主。事实上岩石 的混入也可能开始于已经放煤的相邻支架后方。 混入岩石的起始点开始于放出体首先与煤岩分 界面的交点， 这是由于放出体的曲率大于煤岩分界面 的曲率， 在放出体发育过程中， 往往是横向最大尺寸 点首先与采空区一侧的煤岩分界面相交， 形成岩石混 入点， 这就是说采空区一侧的岩石更容易进入放出 体。对于大步距放煤时， 如“三刀一放” 时， 煤岩分界 面在采空区一侧更大， 包围的顶煤更多， 此时岩石会 在图 5 中的 B 区域首先进入放出体， 形成混矸。若 194 煤炭学报 2015 年第 40 卷 图 9顶煤采出率与含矸率的关系 数值模拟 Fig. 9Ｒelationship between recovery ratio and rock mixed ratio of top- coal numerical simulation 想提高顶煤采出率， 降低含矸率， 就要使放出体边界 面与煤岩分界面尽可能多地重合， 二者在采空区一侧 相切。放出体形态主要与煤体的物理力学性质、 支架 结构、 煤层厚度等有关， 一般来说不易人为控制， 但是 煤岩分界面可以通过移架步距、 每次放出煤量、 采放 比等进行控制， 所以在影响采出率与含矸率的煤岩分 界面与放出体这两个因素中， 放出体可以看作是不可 控因素， 煤岩分界面是可控因素， 控制煤岩分界面形 态是提高顶煤采出率、 降低含矸率的主要途径。 在顶煤不同高度层位上， 采出率是有差别的， 一 般来说， 顶煤中间层位的采出率较高， 顶煤上下层位 的采出率都要低一些。从放出体的形态来看， 当放出 体中部与煤岩分界面相交以后， 岩石进入， 停止放煤， 此时交点上、 下部分的顶煤就会堆积在采空区， 形成 顶煤损失。现场实际的顶煤采出率观测和室内模拟 试验也证明了这一点［5， 7 －9， 12， 15 ］。 放煤过程中在放煤口附近往往形成卸压区， 有成 拱现象， 所以放煤过程中的支架尾梁摆动是十分必要 的， 有利于提高放煤速度和提高顶煤采出率。图 10 给出了放煤过程中的力链［16 ］变化情况。图 10 a 为 放煤前顶煤及采空区矸石中的力链分布， 可以看出在 采空区底板和支架顶梁前端有较多强力链， 待放顶煤 区域处于力链相对较弱区域。开始放煤后， 待放区域 的力链进一步减弱 图 10 b ， 放煤过程中， 力链逐 渐调整， 但整体上待放顶煤区域的力链较弱， 且在放 煤口附近有拱形力链存在。 图 10放煤过程中的力链变化 Fig. 10Developing of chain force during the drawing process 5结论 1 将综放开采顶煤放出的煤岩分界面、 顶煤放 出体、 顶煤采出率和含矸率统一进行研究， 建立了综 合与统一上述四要素的 BBＲ 研究体系， 详细研究了 相互之间的影响与制约关系。 2 研究了放煤过程中煤岩分界面形态以及支 架和移架对其影响， 提出了可用抛物线拟合煤岩分界 面。放出体可以分为发育不完整、 基本成熟和成熟 3 个发育阶段; 支架掩护梁影响会使放出体前部发育较 快， 始终超出椭球体范围， 放出体是一被支架掩护梁 所切割的非椭球体， 称其为切割变异椭球体。 3 放煤起始煤岩分界面是放煤的边界条件， 理 论上讲， 放出体在煤岩分界内发育， 会放出纯顶煤 事实上， 在放煤开始时， 就会在放煤口下部混入少 量的岩石 ， 一旦与煤岩分界面相交， 就会有岩石混 入， 为了提高顶煤采出率， 应尽可能地扩大放出体与 煤岩分界面的相切范围。相对而言， 放出体形态不易 控制， 而通过放煤工艺与参数调整， 控制煤岩分界面 形态来提高顶煤采出率是可行的措施。 4 放煤过程中待放顶煤区域始终处于采空区 岩石与支架顶梁形成的拱形挤压力链内， 处于相对卸 压区， 且在放煤口附近顶煤易成拱， 所以放煤过程中， 要控制好支架位态， 同时支架尾梁要适当摆动以提高 放煤速度。 参考文献 ［ 1］王家臣． 厚煤层开采理论与技术［M］． 北京 冶金工业出版社， 2009 48 －50． ［ 2］王家臣． 我国综放开采技术及其深层次发展问题的探讨［J］． 煤 炭科学技术， 2005， 35 1 14 －17． Wang Jiachen． Fully mechanized longwall top coal caving technology in China and discussion on issues of further development［J］． Coal science and technology， 2005， 35 1 14 －17． ［ 3］谢广祥， 黄金桥． 顶煤放出规律计算机可视化仿真［J］． 煤炭学 报， 2002， 27 3 264 －267． Xie Guangxiang， Huang Jinqiao． Computer visualized simulation on coal drawing law［J］． Journal of China Coal Society， 2002， 27 3 294 第 3 期王家臣等 综放开采顶煤放出规律的 BBＲ 研究 264 －267． ［ 4］蒋金泉， 曲华， 谭云亮． 综放顶煤放出规律与放煤步距的离散 元仿真研究［J］． 岩石力学与工程学报， 2004， 23 18 3070 － 3075． Jiang Jinquan， Qu Hua， Tan Yunliang． Numerical simulation by dis- tinct element code on drawing law and interval of fully- mechanized coal mining with caving ［J］ ． Chinese Journal of Ｒock Me- chanics and Engineering， 2004， 23 18 3070 －3075． ［ 5］王家臣， 李志刚， 陈亚军， 等． 综放开采顶煤放出散体介质流理 论的试验研究［J］． 煤炭学报， 2004， 29 3 260 －263． Wang Jiachen， Li Zhigang， Chen Yajun， et al． The experimental study of loose medium flow field on the longwall top- coal caving［J］． Jour- nal of China Coal Society， 2004， 29 3 260 －263． ［ 6］王家臣， 魏立科， 张锦旺， 等． 综放开采顶煤放出规律三维数值 模拟［J］． 煤炭学报， 2013， 38 11 1905 －1911． Wang Jiachen， Wei Like， Zhang Jinwang， et al． 3- D numerical simu- lation on the top- coal movement law under caving mining technique ［J］． Journal of China Coal Society， 2013， 38 11 1905 －1911． ［ 7］王家臣， 富强． 低位综放开采顶煤放出的散体介质流理论与 应用［J］． 煤炭学报， 2002， 27 4 337 －341． Wang Jiachen， Fu Qiang． Low top- coal caving off the loose medium flow theory and application［ J］ ． Journal of China Coal Society， 2002， 27 4 337 －341． ［ 8］王家臣， 杨胜利， 黄国君， 等． 综放开采顶煤运移跟踪仪研制与 顶煤采出率测定［J］ ． 煤炭科学技术， 2013， 41 1 36 －39． Wang Jiachen， Yang Shengli， Huang Guojun，et al． Ｒesearch on top coal tracker of fully mechanized top coal caving mining and measure- ment of top coal recovery rate［J］． Coal Science and Technology， 2013， 41 1 36 －39． ［ 9］王家臣， 耿华乐， 张锦旺． 顶煤运移跟踪标签合理布置密度与方 式的数值模拟研究［J］． 煤炭工程， 2014， 46 2 1 －3． Wang Jiachen， Geng Huale， Zhang Jinwang． Numeral simulation on reasonable installing density and layout of the top- coal track- ing mark［J］． Coal Engineering， 2014， 46 2 1 －3． ［ 10］徐永圻． 煤矿开采学［M］． 徐州 中国矿业大学出版社， 1999 231 －232． ［ 11］吴健． 我国放顶煤开采的理论研究与实践［J］． 煤炭学报， 1991， 16 3 1 －11． Wu Jian． Theory and practice of sub- level caving in China ［J］． Journal of China Coal Society， 1991， 16 3 1 －11． ［ 12］Wang Jiachen， Yang Shengli， Li Yang， et al． Caving mechanisms of loose top- coal in longwall top- coal caving mining ［J］． Inter- national Journal of Ｒock Mechanics ＆ Mining Sciences， 2014， 71 10 160 －170． ［ 13］刘兴国． 放矿理论基础［M］． 北京 冶金工业出版社， 1995． ［ 14］马拉霍夫 Г М． 崩落矿块的放矿［M］． 杨迁仁， 刘兴国， 译． 北 京 冶金工业出版社， 1958 28 －89． ［ 15］王家臣， 杨建立， 刘颢颢， 等． 顶煤放出散体介质流理论的现场 观测研究［J］． 煤炭学报， 2010， 35 3 353 －356． Wang Jiachen， Yang Jianli， Liu Haohao， et al． The pratical observa- tion research on loose medium flow field theory on the top- coal ca- ving［J］． Journal of China Coal Society， 2010， 35 3 353 －356． ［ 16］孙其诚， 王光谦． 颗粒物质力学导论［M］． 北京 科学出版社， 2009 73 －101． 394