点柱上向水平分层充填法采场结构参数优化.docx

点柱上向水平分层充填法采场结构参数优化
一、前言
采矿是人类经济生活中非常重要的一环，而采矿过程中经常需要使用到采煤机，有效使用采煤机对煤矿的生产效率和效益都有着非常明显的影响。在煤矿采煤中，点柱上向水平分层充填法被广泛应用，该方法的优化对采煤机的使用非常重要，因此本文将从该方法的结构参数优化方面进行探讨。
二、点柱上向水平分层充填法的原理
点柱上向水平分层充填法又称指柱法，是一种用于煤矿采煤的支护方式，其基本原理是在煤层顶部布置一定数量的点柱，将煤层分层切割并向下推进，采煤机在与点柱之间的空隙内作业，采煤完成后再使用水泥等材料将间隙充满，形成一种类似于空气墙的支撑结构，从而更好地保护采煤机并使得采煤效率更高。充填材料包括膏体型等材料，常用的为水泥砂浆。
三、结构参数对方法效果的影响
点柱上向水平分层充填法的结构参数，包括点柱布置参数、采煤机尺寸参数、充填材料类型与比例参数等，对方法效果都会产生一定的影响，下面我们将从这几个方面进行深入分析。
1.点柱布置参数
点柱的布置参数决定了采煤机在切割煤层过程中的受力情况，进而影响采煤机的稳定性和采煤效率。目前一般采用密布式点柱布置方式，根据煤层的厚度和煤质等参数来确定点柱的间距和直径等参数。一般来说，煤层的厚度越大，点柱的间距也越大，直径也越大。但是，如果点柱的密度过大，将会导致采煤机进入空间受限，难以进行钻孔爆破和旋切采煤等方式；如果点柱的密度过小，采煤机可能进不去或者跑偏等现象。
2.采煤机尺寸参数
采煤机的尺寸参数对点柱支撑结构的稳定性和采煤效率都有着重要的影响。由于煤层厚度和倾角等因素的影响，采煤机的尺寸参数需要根据具体情况来进行优化。对于较厚的煤层，采用大型采煤机可以大大提高采煤效率和减少操作人员数量；而对于狭窄的煤层，则需采用小型采煤机以保证进入煤层的稳定性。
3.充填材料类型与比例参数
充填材料的类型和比例参数会对点柱支撑结构的强度和稳定性产生影响，同时也会对支撑成本产生一定的影响。一般来说，采用较为粘稠、硬度较高的材料可以更好地固定采煤机，增强支撑结构的稳定性。在充填材料的比例参数方面，常用的比例为水泥砂浆：水=1：0.5~0.6，不适宜使用过少的水，否则会使水泥的固化速度过缓，影响支护效果。
四、结论
本文针对点柱上向水平分层充填法的结构参数优化问题进行了探讨，从点柱布置参数、采煤机尺寸参数和充填材料类型与比例参数三个方面进行了深入分析和探讨，并提出了相应的优化方案与建议。在实际应用中，应该根据具体情况进行选择和优化，以最大限度地提高采煤效率，保证工作安全。