一种用于煤矿开采中坚硬顶板控制放顶的方法技术

一种用于煤矿开采中坚硬顶板控制放顶的方法，属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿开采中坚硬顶板控制放顶的量化方法，主要包括坚硬顶板初次放顶拉槽位置、拉槽深度、爆破工程量的确定和坚硬顶板周期放顶的合理悬顶长度确定方法的技术方案。该方法控制放顶方式缩短工作面初次垮落步距，拉槽深度与爆破工程量在所有坚硬顶板控制方式中最小，而且易于操作；定量地给出了坚硬顶板的初次跨落步距与拉槽深度的关系式；基于工作面支架的设计工作阻力，得出了坚硬顶板岩梁合理悬顶长度的确定方法，使坚硬顶板控制更加科学化、定量化、准确化和简单化，可广泛应用于各种类型煤矿开采中坚硬顶板放顶控制中。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种用于煤矿开采中坚硬顶板控制放顶的方法，其特征在于该方法的具体技术方案为：　　　　Ⅰ、确定坚硬顶板初次放顶的极限跨距　　　　根据实际煤矿开采中坚硬顶板工作面的估算和实测结果，通常将煤矿开采中长壁采场顶板初次垮落前的力学模型简化为双支点岩梁力学模型来计算坚硬顶板初次断裂的极限跨距，初次断裂前顶板岩梁于端部受拉开裂的力学条件为　　　　σ↓［ｍａｘ］＝［σ］　　（１）　　　　式中σ↓［ｍａｘ］－－岩梁受到的拉应力；［σ］－－岩梁许可拉应力　　　　梁端最大拉应力可表示为　　　　σ↓若要求拉槽后的极限垮落步距是非强制放顶前的１／ｎ倍，则要求的拉槽深度Ｈ↓［ｌ］为　　　　Ｈ↓［ｌ］＝Ｈ－１／ｎ＊Ｈ＝（１－１／ｎ＊）Ｈ　　（８）　　　　②中部拉槽控制放顶拉槽深度的确定　　　　中部拉槽放顶是通过减小岩梁中部抗弯截面模量达到中部先拉开，从而缩短极限垮落步距的方法，设中部拉槽后的极限跨距为Ｌ′↓［０］，当工作面推进到拉槽后极限垮落步距的１／２时，开始打眼爆破拉槽，按照中部拉槽岩梁力学模型　　　　开槽处的岩梁弯距为Ｍ＝ｑＬ↓［０］′↑［２］／２４；岩梁的截面模量为Ｗ＝Ｈ↓［ｃ］↑［２］／６　　　　由式（２）～式（５）得　　　　＊＊＊　　（９）　　　　要求拉槽后的极限垮落步距是非强制放顶前的１／ｎ倍，则要求的拉槽深度Ｈ↓［ｌｚ］为Ｈ↓［ｌ］＝Ｈ－Ｈ↓［ｃ］＝Ｈ－１／＊ｎＨ＝（１－１／＊ｎ）Ｈ　　（１０）③端部拉槽控制放顶拉槽深度的确定：　　　　端部拉槽控制放顶是沿工作面开切眼煤壁全长向顶板打眼爆破拉槽，通过减小岩梁端部抗弯截面模量达到端部先拉开，从而缩短极限垮落步距的方法，拉槽后的极限跨距为Ｌ′↓［０］，按照端部拉槽岩梁力学模型，开槽处岩梁弯距Ｍ＝ｑＬ↓［０］′↑［２］／１２；开槽处岩梁截面模量Ｗ＝Ｈ↓［ｃ］↑［２］／６　　　　由式（２）～式（５）得Ｌ↓［０］′＝＊＊＊　　（１１）　　　　要求拉槽后的来压步距是强制放顶前的１／ｎ，则要求的拉槽深度Ｈ↓［ｌ］为Ｈ↓［ｌ］＝Ｈ－Ｈ↓［ｃ］＝Ｈ－１／ｎＨ＝（１－１／ｎ）Ｈ　　（１２）　　　　Ⅲ、拉槽深度和爆破工程量的确定　　　　在分别采用循环浅孔拉槽、中部拉槽或端部拉槽等三种方式强制放顶后的极限垮落步距均为强制放顶前的１／２的条件下，得到三种控制放顶方式所要求的爆破工程量分别为：　　　　①循环浅孔拉槽的爆破工程量　　　　将ｎ＝２代入式（８），得到循环浅孔拉槽深度为　　　　Ｈ↓［ｌ］＝Ｈ（１...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王开，康天合，王东，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]