一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法技术

本发明专利技术公开了一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，属于采煤技术领域，包括以下步骤：S1、在煤层开切眼；S2、在切眼中安装液压支架；S3、反复执行S2；S4、将连续切岩机停在切眼端头；S5、启动切割刀具；S6、将连续切岩机移动距离A2；S7、反复执行S5‑S6；S8、在切眼前方距离A3位置，掘进切顶巷道；S9、将连续切岩机停在切顶巷道端头；S10、启动切割刀具；S11、将连续切岩机移动距离A4；S12、反复执行S10‑S11；S13、在距切顶巷道水平距离为A3位置，执行S8‑S12；S14、反复执行S13，直到完成整个工作面的切顶。本发明专利技术通过掘进机开挖巷道，并配合机械切割机按照一定的切割方式切割顶板，控制顶板垮落步距，能够对工作面矿压有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法
本专利技术涉及采煤
，具体涉及一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法。
技术介绍
坚硬顶板矿区占中国煤矿矿区的三分之一以上。工作面推进过程中会出现初次来压和周期来。坚硬顶板下，初次来压和周期来压步距大，造成工作面的支架压死、临空巷道变形破坏，严重影响煤矿安全高效生产。为了解决坚硬顶板问题，国内外学者提出在两侧巷道内，采坚硬顶板钻孔，采用爆破或者水压致裂方式控制矿压。但是以上方法，控制矿压仅在工作面两侧巷道范围，对工作面的矿压的卸压效果不明显。因此，目前急需一种能够通过切割顶板诱导工作面垮落、控制来压步距，从而减少整个工作面矿压的方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术所提供了一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，其特征是掘进机开挖巷道，并配合机械切割机按照一定的切割方式机械切割顶板，控制顶板垮落步距，从而控制工作面矿压，具体包括以下步骤：一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，包括以下步骤：S1、在煤层开切眼；S2、在所述切眼中安装一架液压支架；S3、反复执行步骤S2，在所述切眼中安装若干架所述液压支架；S4、当所述切眼中安装的所述液压支架累计支护宽度为A1时，将连续切岩机停在有所述液压支架支护的所述切眼一端端头，同时将整个切眼安装液压支架；S5、启动行走部，调整机身与煤壁平行，然后启动所述连续切岩机的切割刀具，由一侧水平旋转到另一侧水平，然后快速回转到所述切割刀具初始水平位置；S6、采用行走部将所述连续切岩机沿着巷道中心线方向向所述切眼另一端移动距离A2；S7、反复执行步骤S5-S6直到完成整个所述切眼的切顶，然后在所述切眼前方距离A3位置放置两台连续掘进机；S8、采用所述连续掘进机在临空巷道侧煤层中掘进宽度为L1、深度为D1的巷道，同时采用另一所述连续掘进机在所述煤层的另一侧掘进宽度为L2、深度为D2的切顶巷道；S9、将两台所述连续切岩机分别停在所述连续掘进机开挖的两条切顶巷道的开放端头，启动行走部，调整机身与巷帮平行；S10、启动两台所述连续切岩机的切割刀具，由一侧水平旋转到另一侧水平，然后快速回转到切割刀具初始水平位置；S11、采用行走部将两台所述连续切岩机沿着所述切顶巷道中心线方向巷道的另一端移动距离A4；S12、反复执行步骤S10-S11直到完成两条所述切顶巷道的切顶；S13、在距步骤S9开挖两条所述切顶巷道水平距离为A3位置，执行步骤S8-S12；S14、反复执行步骤S13，直到完成整个工作面的切顶。进一步地，所述切顶的深度d与巷道支护强度有关，其中，当0<所述巷道支护强度≤0.5MPa时，所述切顶的深度d为0.8-1.0倍垮落带高度；当0.5MPa<所述巷道支护强度≤0.8MPa时，所述切顶的深度d为0.7-0.8倍所述垮落带高度；所述当巷道支护强度>0.8MPa时，所述切顶的深度d为0.65-0.7倍所述垮落带高度。进一步地，所述移动距离A2与所述切眼的液压支架支护强度有关，其中，当0<所述液压支架支护强度≤0.5MPa时，A2为0.6-0.65倍切顶的深度；当0.5MPa<所述液压支架支护强度≤1.0MPa时，A2为0.45-0.6倍所述切顶的深度；当1.0MPa<所述液压支架支护强度≤1.5MPa时，A2为0.4-0.45倍所述切顶的深度；当所述液压支架支护强度>1.5MPa时，A2为0.3-0.4倍所述切顶的深度。进一步地，所述液压支架累计支护宽度A1与所述煤层埋深H有关，具体关系如下：A1＝20+2.5H/100。进一步地，所述距离A3与基本顶的厚度有关，即A3为2-4倍的基本顶的厚度。进一步地，所述连续掘进机在所述临空巷道的一侧煤层中掘进的所述切顶巷道宽度L1、所述深度D1与煤柱宽度、煤层埋深有关，其中，当所述煤柱宽度为30-60m或煤层埋深＞800m时，所述切顶巷道宽度L1为1.5-1.8m、所述深度D1为5-8倍基本顶的厚度；当煤柱宽度0-6m且煤层埋深＜500m时，所述切顶巷道宽度L1为1.8-2.2m、所述深度D1为4-6倍所述基本顶的厚度；除上述条件外，所述切顶巷道宽度L1为1.9-2.5m、所述深度D1为6-7倍直接顶厚度。进一步地，所述连续掘进机在所述煤层的另一侧掘进的所述切顶巷道宽度L2、所述深度D2与煤层埋深有关，其中，当0<所述煤层埋深≤300m时，所述切顶巷道宽度L2为2.0-2.5m、所述深度D2为6-8倍直接顶厚度；当300m＜所述煤层埋深≤800m时，所述切顶巷道宽度L2为1.8-2.0m、所述深度D2为5-6倍基本顶厚度；当所述煤层埋深＞800m时，所述切顶巷道宽度L2为1.5-1.8m、所述深度D2为4-5倍基本顶厚度。。进一步地，所述移动距离A4与基本顶的单轴抗压强度有关，其中，当0＜所述基本顶的单轴抗压强度≤60GPa时，所述移动距离A4为0.4-0.45倍所述切顶的深度；当60GPa<所述基本顶的单轴抗压强度≤90GPa时，所述移动距离A4为0.45-0.6倍所述切顶的深度；当所述基本顶的单轴抗压强度>90GPa时，所述移动距离A4为0.6-0.65倍切顶深度。有益效果：本专利技术提供了一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，通过掘进机开挖巷道，并配合机械切割机按照一定的切割方式机械切割顶板，控制顶板垮落步距，能够对工作面矿压进行有效控制，同时也能为两巷卸压起到很好的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为工作面切顶布置图；图2为连续切岩机；其中，1、切眼；2、液压支架，3、连续切岩机；4、行走部；5、煤壁；6、切割刀具；7、切眼中心线；8、连续掘进机；9、临空巷道；10、切顶巷道。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，包括以下步骤：S1、在煤层开切眼1；S2、在切眼中安装一架液压支架2；S3、反复执行步骤S2，在切眼中安装若干架液压支架2；S4、当切眼1中安装的液压支架2累计支护宽度为A1时，将连续切岩机3停在有液压支架2支护的切眼1一端端头，同时将整个切眼安装液压支架；在本实施例中，液压支架2累计支护宽度A1与煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在煤层开切眼；/nS2、在所述切眼中安装一架液压支架；/nS3、反复执行步骤S2，在所述切眼中安装若干架所述液压支架；/nS4、当所述切眼中安装的所述液压支架累计支护宽度为A1时，将连续切岩机停在有所述液压支架支护的所述切眼一端端头，同时将整个切眼安装液压支架；/nS5、启动行走部，调整机身与煤壁平行，然后启动所述连续切岩机的切割刀具，由一侧水平旋转到另一侧水平，然后快速回转到所述切割刀具初始水平位置；/nS6、采用行走部将所述连续切岩机沿着巷道中心线方向向所述切眼另一端移动距离A2；/nS7、反复执行步骤S5-S6直到完成整个所述切眼的切顶，然后在所述切眼前方距离A3位置放置两台连续掘进机；/nS8、采用所述连续掘进机在临空巷道侧煤层中掘进宽度为L1、深度为D1的巷道，同时采用另一所述连续掘进机在所述煤层的另一侧掘进宽度为L2、深度为D2的切顶巷道；/nS9、将两台所述连续切岩机分别停在所述连续掘进机开挖的两条切顶巷道的开放端头，启动行走部，调整机身与巷帮平行；/nS10、启动两台所述连续切岩机的切割刀具，由一侧水平旋转到另一侧水平，然后快速回转到切割刀具初始水平位置；/nS11、采用行走部将两台所述连续切岩机沿着所述切顶巷道中心线方向巷道的另一端移动距离A4；/nS12、反复执行步骤S10-S11直到完成两条所述切顶巷道的切顶；/nS13、在距步骤S9开挖两条所述切顶巷道水平距离为A3位置，执行步骤S8-S12；/nS14、反复执行步骤S13，直到完成整个工作面的切顶。/n...

【技术特征摘要】
1.一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在煤层开切眼；
S2、在所述切眼中安装一架液压支架；
S3、反复执行步骤S2，在所述切眼中安装若干架所述液压支架；
S4、当所述切眼中安装的所述液压支架累计支护宽度为A1时，将连续切岩机停在有所述液压支架支护的所述切眼一端端头，同时将整个切眼安装液压支架；
S5、启动行走部，调整机身与煤壁平行，然后启动所述连续切岩机的切割刀具，由一侧水平旋转到另一侧水平，然后快速回转到所述切割刀具初始水平位置；
S6、采用行走部将所述连续切岩机沿着巷道中心线方向向所述切眼另一端移动距离A2；
S7、反复执行步骤S5-S6直到完成整个所述切眼的切顶，然后在所述切眼前方距离A3位置放置两台连续掘进机；
S8、采用所述连续掘进机在临空巷道侧煤层中掘进宽度为L1、深度为D1的巷道，同时采用另一所述连续掘进机在所述煤层的另一侧掘进宽度为L2、深度为D2的切顶巷道；
S9、将两台所述连续切岩机分别停在所述连续掘进机开挖的两条切顶巷道的开放端头，启动行走部，调整机身与巷帮平行；
S10、启动两台所述连续切岩机的切割刀具，由一侧水平旋转到另一侧水平，然后快速回转到切割刀具初始水平位置；
S11、采用行走部将两台所述连续切岩机沿着所述切顶巷道中心线方向巷道的另一端移动距离A4；
S12、反复执行步骤S10-S11直到完成两条所述切顶巷道的切顶；
S13、在距步骤S9开挖两条所述切顶巷道水平距离为A3位置，执行步骤S8-S12；
S14、反复执行步骤S13，直到完成整个工作面的切顶。


2.根据权利要求1所述的机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，其特征在于，所述切顶的深度d与巷道支护强度有关，其中，当0<所述巷道支护强度≤0.5MPa时，所述切顶的深度d为0.8-1.0倍垮落带高度；当0.5MPa<所述巷道支护强度≤0.8MPa时，所述切顶的深度d为0.7-0.8倍所述垮落带高度；所述当巷道支护强度>0.8MPa时，所述切顶的深度d为0.65-0.7倍所述垮落带高度。


3.根据权利要求1所述的机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，其特征在于，所述移动距离A2与所述切眼的液压支架支护强度有关，其中，当0<所述液压支架支护强度≤0.5MPa时，A2为0.6-0.65倍切顶的深度；当0.5MPa<所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于斌，邰阳，匡铁军，王立兵，夏彬伟，牛福龙，高瑞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50