为了表述顶煤放出煤体形态,将破碎的顶煤看作随机流动的松散介质,利用PFC2d(Particle Flow Code-2d)离散元计算软件建立了放顶煤横向剖面的二维模型,通过离散元迭代法计算出顶煤放出体形态。以放出体边界小球坐标为基础,对随机介质理论的二维方程进行数据拟合,得出了二维顶煤放出体函数。顶煤放出过程是三维流动过程,在二维模型的基础上,假设在横向剖面和纵向剖面2个方向上,顶煤流动是相互独立的,以边界小球坐标为依据,对随机介质理论的三维方程进行数据拟合,得出了三维顶煤放出体函数,函数图与模

基于散体介质流理论的学术思想,采用三维散体相似模拟试验和数值模拟分析相结合的方法,对多夹矸近水平煤层综放开采煤矸放出体空间形态及顶煤采出率的三维分布特征进行了研究探讨。研究表明,多夹矸近水平综放工作面放煤量从上端头到下端头逐渐增加,含矸率相应降低,工作面下端头的放煤效率较高;顶煤采出率沿煤层走向分区呈动态演化过程,且沿煤层倾向具有周期性分布的特点;煤矸放出体体积随放煤高度增大呈幂函数关系增大;顶煤采出率和含矸率随放煤时间呈阶段性变化特征;采用间隔放煤有利于提高多夹矸煤层的顶煤采出率。