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作者：刘波;张强;刘洋;董祥伟;
单位：山东科技大学机械电子工程学院;国家能源集团煤焦化有限责任公司;国能蒙西煤化工股份有限公司;
摘要：目前针对综放开采中顶煤放出规律的数值模拟研究中，对于顶煤运动的连续-非连续性问题需复杂的耦合算法，必须解决煤岩界面信息精确交互问题，且忽略了刮板输送机输送过程。针对该问题，基于光滑粒子动力学构建了无网格数值计算模型，通过建立连续介质力学控制方程的光滑粒子动力学离散方程，并引入弹塑性土体本构模型和Drucker-Prager屈服准则，实现了顶煤坍塌、运移、放出过程的动态模拟。考虑采场实际放煤和输煤过程，构建了刮板输送机模型，模拟沿工作面水平方向顶煤放出和底煤输送过程，得到不同刮板输送机运行速度（0～1.5 m/s)下的煤岩界面和煤流速度变化规律。仿真结果表明：弹塑性土体本构模型可有效模拟颗粒的流动行为，通过设定摩擦角、弹性模量等材料参数，避免了传统离散元法模型的参数不定问题；煤流速度稳定后，放煤口附近的顶煤应力分布呈“双峰”形态；刮板输送机运行速度对放煤时间影响较大，但对终止的煤岩界面和放出体形状影响较小；多支架同时放煤需考虑刮板输送机的输送能力，不同支架之间的底煤输送干涉可能导致放煤口的堵塞效应；“见矸关门”准则导致不同放煤口放煤量存在差异，40个放煤口顶煤放出量的标准差（7.52 m~2）高于自动放煤的标准差（1.93 m~2）。
关键词：综放开采;光滑粒子法;散煤颗粒;放煤-输送耦合;煤岩界面;煤流速度
基金资助：国家自然科学基金重点资助项目(52234005)
