书名：水平分段综放开采放煤规律及应用
定价：150.0
ISBN：9787030850072
作者：张锦旺等
版次：1
出版时间：2026-03

内容提要：

本书系统阐述急倾斜厚煤层水平分段综放开采放煤规律及提高回收率放煤工艺优化，是煤炭开采领域的重要学术成果；简要介绍水平分段综放开采的技术原理、工艺特点及其适用条件，通过理论分析、数值模拟和物理实验相结合的方法，揭示顶煤放出体形态、煤岩分界面演化规律及顶煤回收率与混矸率的关系；创新性地提出受边界影响的放出体理论模型，探讨分段高度、放煤工艺及放煤轮数对顶煤回收率的影响，还提出基于LSTM+Transformer的顶煤回收率预测模型，以及多轮逆序放煤等优化工艺；并结合新疆乌东煤矿的工程背景，详细分析不同开采条件下的放煤效果，展示了研究成果的实际应用价值，为现场实践提供了科学依据。



目录：
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 水平分段综放开采技术 1
1.1.1 水平分段综放开采技术原理与工艺特点 1
1.1.2 水平分段综放开采技术适用条件 2
1.2 水平分段综放开采放煤规律研究现状 3
1.2.1 水平分段综放开采放煤理论概述 3
1.2.2 水平分段综放开采放煤规律国内外研究现状 5
1.3 顶煤放出规律国内外研究现状 10
1.3.1 顶煤放出体研究 11
1.3.2 煤岩分界面研究 12
1.3.3 顶煤回收率和混矸率研究 13
第2章 水平分段综放开采顶煤放出体理论模型与方程 17
2.1 顶煤放出体的理论模型 17
2.1.1 B-R模型简介 17
2.1.2 放出体受边界影响的界定条件 18
2.2 近顶/底板侧放出体理论模型与方程 21
2.2.1 近顶板侧放出体理论模型 21
2.2.2 近顶板侧放出体理论方程计算 23
2.2.3 近底板侧放出体理论模型 25
2.2.4 近底板侧放出体理论方程计算 26
2.3 受边界影响的放出体形态特征与轴倾角的确定 28
2.3.1 数值计算参数标定及模型构建 28
2.3.2 近顶板侧放出体形态特征 31
2.3.3 近顶板侧放出体轴倾角β 34
2.3.4 近底板侧放出体形态特征 37
2.3.5 近底板侧放出体轴倾角β 37
2.4 受边界影响的放出体模型和方程的物理试验验证 40
2.5 顶煤…运移角对受边界影响的放出体形态的影响 42
2.5.1 顶煤自然安息角的测定 42
2.5.2 受边界影响的顶煤自然安息角 44
2.5.3 不同顶煤自然安息角的放出体形态 45
2.6 不放煤段长度对受边界影响的放出体形态的影响 47
2.6.1 不同不放煤段长度的试验模型及方案 47
2.6.2 不同不放煤段长度的近顶板侧放出体形态 48
2.6.3 不同不放煤段长度的近底板侧放出体形态 50
2.6.4 不放煤段长度对轴倾角的影响 52
2.7 顶煤颗粒滚动阻力对放出体形态的影响 52
2.7.1 水平分段综放开采散体顶煤流动特征 53
2.7.2 笛卡儿直角坐标系下的B-R模型 54
2.7.3 改进的水平分段综放开采顶煤放出体理论模型 58
2.7.4 滚动阻力模型在水平分段综放开采数值模拟的应用 61
2.7.5 数值模拟结果分析及改进B-R模型的验证 67
2.7.6 水平分段综放开采相似模拟试验验证 69
第3章 水平分段综放开采煤岩分界面理论方程 80
3.1 初始煤岩分界面理论方程 80
3.1.1 初始放出体理论方程 80
3.1.2 初始煤岩分界面方程 82
3.2 放煤过程中的煤岩分界面方程 84
3.2.1 放煤过程的放出体理论方程 84
3.2.2 放煤过程的煤岩分界面方程 85
3.3 分段逆序放煤工艺煤岩分界面演化 89
3.3.1 分段逆序放煤工艺简介 89
3.3.2 分段逆序放煤工艺煤岩分界面演化过程 95
3.3.3 分段逆序放煤工艺残煤量 97
3.3.4 分段逆序放煤工艺的矿压特征 98
第4章 水平分段综放开采顶煤回收率变化规律 102
4.1 顶煤回收率与混矸率简介 102
4.1.1 工程背景 104
4.1.2 不同工作面参数下的水平分段综放开采试验方案 104
4.1.3 工作面长度和煤层倾角对顶煤回收率的影响 108
4.2 基于LSTM+Transformer的顶煤回收率预测模型 114
4.2.1 循环神经网络及注意力机制简介 115
4.2.2 基于LSTM+Transformer的顶煤回收率预测模型建立 117
4.2.3 基于LSTM+Transformer的数据集构建及模型结果分析 120
4.3 瞬时混矸率与累计混矸率关系理论分析 125
4.3.1 随机森林算法研究现状 125
4.3.2 瞬时混矸率与累计混矸率关系的数学模型 128
4.3.3 基于PSO-RF的累计混矸率预测算法模型 131
4.4 累计混矸率预测数值仿真及分析 136
4.4.1 三维数值模拟初始模型及参数 136
4.4.2 三维数值模拟方案 137
4.4.3 瞬时混矸率与累计计算 138
4.4.4 瞬时混矸率与累计混矸率映射关系 141
4.4.5 不同算法累计混矸率预测对比 163
4.5 PSO-RF预测模型物理试验验证 171
4.5.1 放煤试验设备及试验方案介绍 172
4.5.2 放煤试验数据记录及处理 173
4.5.3 物理试验瞬时混矸率-累计混矸率关系分析 177
4.5.4 PSO-RF预测模型验证 179
第5章 水平分段综放开采合理分段高度确定 183
5.1 分段高度对放煤规律的影响 183
5.1.1 分段高度对煤岩分界面和残煤形态的影响 183
5.1.2 分段高度对放出体发育形态的影响 191
5.1.3 分段高度对受边界影响放出体轴倾角的影响 193
5.1.4 分段高度对端头煤损的影响 194
5.2 基于煤层回收率…化的合理分段高度确定 196
5.2.1 合理分段高度确定 196
5.2.2 乌东煤矿425m B1+2工作面相似模拟试验验证分析 199
5.3 基于LSTM+Transformer的合理分段高度预测 199
第6章 水平分段综放开采放煤工艺优化研究 203
6.1 近顶、底板区域放煤方式优化思路 203
6.2 近顶板侧放煤工艺优化 205
6.2.1 近顶板侧放煤工艺优化的相似模拟研究 205
6.2.2 近顶板侧放煤工艺优化的数值模拟研究 210
6.3 近底板侧放煤工艺优化 213
6.3.1 减少底板侧煤损的工艺优化思路 213
6.3.2 底板侧放煤工艺优化 213
6.4 放煤轮数与分段高度的两因素分析 215
6.4.1 水平分段综放开采试验模型构建 216
6.4.2 水平分段综放开采试验方案 217
6.4.3 放煤轮数对分界面和放出体的影响 218
6.4.4 放煤轮数与分段高度对回收率影响分析 219
6.5 多轮逆序放煤工艺 223
6.5.1 多轮逆序放煤工艺步骤 224
6.5.2 三轮放煤+末轮分段逆序放煤的数值试验 225
6.5.3 三轮放煤+末轮分段逆序放煤的物理试验 227
6.5.4 合理放煤轮数选择方法 230
6.5.5 分区多轮+末轮逆序放煤工艺 238
参考文献 243