一种停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法技术

本发明专利技术公开了一种停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，包括如下步骤：(1)确定超前采动应力降低区范围；(2)超前采动影响区支护；(3)开挖巷道，开挖转运硐室和抹角；(4)回撤空间支护；(5)回撤设备。本发明专利技术提供了一种在停采线前，根据超前支撑应力曲线现场掘进回撤通道，实现回撤通道掘支与支架掩护协同作用。实现回撤通道掘支与支架掩护协同作用。实现回撤通道掘支与支架掩护协同作用。

【技术实现步骤摘要】
一种停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法


[0001]本专利技术涉及煤矿领域，特别是涉及一种停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法。

技术介绍

[0002]综采工作面采完后需要将液压支架等大型设备转移到下一个工作面，这个过程俗称为“工作面搬家”。目前工作面设备回撤通常有现掘回撤通道和预掘回撤通道两种方式，前者作业空间不安全，过程耗时、费力，平均搬家时间为1～2个月。预掘回撤通道搬家技术是在终采线附近，预先掘出一条与采煤工作面平行的回撤通道，即预掘回撤通道，当采煤工作面与预掘撤通道贯通后，以这条预先掘出的回撤通道作为撤出设备的通道。预掘回撤通道作业空间安全，能够大幅降低设备回撤难度，可以和工作面采煤同时进行,能大量节省工作面设备搬家时间，但是预掘回撤通道超前于工作面回采完成，在工作面回采的超前动态支承压力影响下，易发生压垮末采段煤柱、压死液压支架的事故。因此预掘回撤通道的支护效果直接影响工作面的交接和矿井产量。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种在停采线前，根据超前支撑应力曲线现场掘进回撤通道，实现回撤通道掘支与支架掩护协同作用。
[0004]一种停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，包括如下步骤：
[0005](A)确定超前采动应力降低区范围；
[0006](B)超前采动影响区支护；
[0007](C)开挖巷道，开挖转运硐室和抹角；
[0008](D)回撤空间支护；
[0009](E)回撤设备。
[0010]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，步骤(A)具体包括如下步骤：结合现场回采过程和数值模拟计算对综放工作面超前采动影响特征进行分析，计算出综放工作面超前采动影响的应力集中系数和采动破坏深度，进而确定采动应力降低区范围。
[0011]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，步骤(A)中的计算过程具体如下：
[0012]①
根据工作面回采矿压显现规律确定基本顶悬臂结构长度取周期来压步距L
b
，由力等效原理，通过积分建立综采工作面煤壁前方的采动力传递平衡方程：
[0013][0014]式中：L
b
为周期来压步距，m；e，自然常数，是自然对数函数的底数，其值为2.718；P
z
为原岩应力，MPa；β＝2f/m；m为侧向边缘煤岩体厚度，m；f为侧向煤岩体边界错动的摩擦阻
力系数；σ
c
为单轴抗压强度，MPa，C为黏聚力，MPa；为内摩擦角，
°
；P
j
为回采煤壁水平阻力，MPa；y
p
为煤壁超前采动破坏深度，m；
[0015]②
对步骤
①
进行单变量数值计算得出综采工作面煤壁超前采动破坏深度y
p
；
[0016]③
由步骤
②
计算采动应力集中系数：
[0017]④
由步骤
②
计算综采工作面煤壁超前采动垂直应力分布：
[0018][0019]式中：为煤壁前方超前煤岩破坏区、弹性区的采动垂直应力，MPa；
[0020]⑤
在计算出超前支撑应力以后，根据计算的应力降低区距离y
p
，确定开挖回撤巷道的宽度y
c
：
[0021]令0≤y≤y
p
时的求出的y即为y
c
。
[0022]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，步骤(B)中超前采动影响区支护具体如下：对工作面两端头进行端头支护，支护方式为3单体柱+π型梁被动支护；对原岩应力区巷道内进行加强支护，支护方式为2单体柱+π型梁被动支护；对应力增高区巷道支护方式为3锚索+钢梁主动加强支护。
[0023]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，相邻两个支护之间的距离为1.0m。
[0024]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，步骤(D)中的回撤空间支护具体如下：回撤通道，转运硐室和半径抹角采取3锚索+钢筋梯梁主动支护和2单体柱+π型梁被动支护两种，两种支护间隔设置。
[0025]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，相邻两个支护之间的距离为0.7m。
[0026]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，所述抹角为对工作面辅运端头煤帮进行半径为y
c
的抹角。
[0027]本专利技术所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其中，步骤(E)回撤设备的方法具体包括如下步骤：
[0028](a)前刮板输送机和采煤机的回撤；
[0029](b)对液压支架进行编号，编号方法为：主运顺槽为起点，辅运顺槽为终点，对工作面上的液压支架依次标号，从1
#
到128
#
；
[0030](c)将1
#
、2
#
和3
#
撤走，然后将后刮板运输机撤走，并及时在原液压支架的位置支设连锁木垛；
[0031](d)先将5
#
液压支架抽出利用铲板车运走，并及时在原液压支架位置支设连锁木
垛，再将4
#
支架抽出一半作为掩护支架，并在掩护支架后方打好木垛；抽出7
#
液压支架抽出运走，并及时在原支架位置支设连锁木垛，再将6
#
液压支架抽出一半作为掩护支架，并在掩护支架后方打好木垛；抽出9
#
液压支架抽出运走，并及时在原液压支架位置支设连锁木垛，再将8
#
液压支架抽出一半作为掩护支架，并在掩护支架后方打好木垛；再重复上述偶数号液压支架和奇数号液压支架撤出方法，以此类推到125
#
；
[0032](e)将126
#
、127
#
、128
#
液压支架依次抽出一半，并升起支架做掩护作用，然后撤出4
#
、6
#
、8
#
...124
#
液压支架的剩余一半，最后将126
#
、127
#
、128
#
液压支架依次撤出，完成工作面回撤。
[0033]本专利技术停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法与现有技术不同之处在于：
[0034]本专利技术停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法具有如下有益效果：
[0035]1、半径抹角：半径抹角处为搬运场所必经之地且为运输要塞，采取半径抹角的方式可以增加空间，加快回撤设备的速度和效率，其次，半径抹角处煤层已然是破碎松软煤层，容易发生片帮，有伤人隐患，不利于煤壁支护，第三，采取半径为y
c
的半径抹角有利于加强煤壁支护和煤壁安全，且不因扩大开挖空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其特征在于：包括如下步骤：(A)确定超前采动应力降低区范围；(B)超前采动影响区支护；(C)开挖巷道，开挖转运硐室和抹角；(D)回撤空间支护；(E)回撤设备。2.根据权利要求1所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其特征在于：步骤(A)具体包括如下步骤：结合现场回采过程和数值模拟计算对综放工作面超前采动影响特征进行分析，计算出综放工作面超前采动影响的应力集中系数和采动破坏深度，进而确定采动应力降低区范围。3.根据权利要求2所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其特征在于：步骤(A)中的计算过程具体如下：
①
根据工作面回采矿压显现规律确定基本顶悬臂结构长度取周期来压步距L
b
，由力等效原理，通过积分建立综采工作面煤壁前方的采动力传递平衡方程：式中：L
b
为周期来压步距，m；e，自然常数，是自然对数函数的底数，其值为2.718；P
z
为原岩应力，MPa；β＝2f/m；m为侧向边缘煤岩体厚度，m；f为侧向煤岩体边界错动的摩擦阻力系数；σ
c
为单轴抗压强度，MPa，C为黏聚力，MPa；为内摩擦角，
°
；P
j
为回采煤壁水平阻力，MPa；y
p
为煤壁超前采动破坏深度，m；
②
对步骤
①
进行单变量数值计算得出综采工作面煤壁超前采动破坏深度y
p
；
③
由步骤
②
计算采动应力集中系数：
④
由步骤
②
计算综采工作面煤壁超前采动垂直应力分布：式中：为煤壁前方超前煤岩破坏区、弹性区的采动垂直应力，MPa；
⑤
在计算出超前支撑应力以后，根据计算的应力降低区距离y
p
，确定开挖回撤巷道的宽度y
c
：令0≤y≤y
p
时的求出的y即为y
c
。4.根据权利要求1所述的停采线前现掘回撤巷道与设备回撤的方法，其特征在于：步骤(B)中超前采动影响区支护具体如下：对工作面两端头进行端头支护，支护方式为3单体柱+π型梁被动支护；对原岩应力区巷道内进行加强支护，支护方式为2单体柱+π型梁被动支护；
对应力增高区巷道支护方式为3锚索+钢梁主动加强支护。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞刚，邬海江，何永利，
申请(专利权)人：内蒙古满世煤炭集团罐子沟煤炭有限责任公司，
类型：发明
国别省市：