一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，通過(guò)分析工作面的周期來(lái)壓步距和來(lái)壓位置預(yù)測(cè)以及柔性網(wǎng)長(zhǎng)度等基本參數(shù)，建立了3種不同的計(jì)算表達(dá)式，根據(jù)平均周期來(lái)壓步距、來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度、柔性網(wǎng)長(zhǎng)度和最小掛網(wǎng)位置四者相互之間的比較結(jié)果，將平均周期來(lái)壓步距和下一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離代入相應(yīng)的計(jì)算表達(dá)式中，計(jì)算出合理的掛網(wǎng)長(zhǎng)度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)掛網(wǎng)位置科學(xué)合理的確定，確保綜采工作面掛網(wǎng)期間無(wú)大來(lái)壓，保證掛網(wǎng)作業(yè)的安全順利，為回撤階段的安全生產(chǎn)提供了保障；同時(shí)該方法對(duì)企業(yè)確定所需柔性網(wǎng)長(zhǎng)度具有很好的指導(dǎo)意義。
【專利說(shuō)明】一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦井開采【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)煤炭產(chǎn)量排名世界第一，2012年的煤炭產(chǎn)量約達(dá)36億t。雖然近幾年來(lái)由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速放緩，煤炭產(chǎn)量增速下滑，但煤炭仍占中國(guó)一次能源的70%左右，在未來(lái)幾十年內(nèi)，我國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)改變，煤炭消費(fèi)總量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，因此確保煤炭產(chǎn)量對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要意義。神東礦區(qū)屬國(guó)家特大型煤炭生產(chǎn)基地，因煤層賦存條件好，適合建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，其綜采面一次采全高已達(dá)到7.0m，工作面寬度達(dá)300?450m,走向推進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)4500?6000m，日推進(jìn)速度為10?20m/d。高強(qiáng)度開采下的綜合機(jī)械化采煤工作面普遍應(yīng)用多通道快速回撤技術(shù)，掛網(wǎng)是回撤階段必要的一道工序，掛網(wǎng)質(zhì)量直接決定能否快速安全回撤。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外并無(wú)確定綜采面回撤階段掛網(wǎng)位置的科學(xué)方法，大多根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定掛網(wǎng)位置。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的方式存在著諸多缺陷，實(shí)際操作過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)在工作面來(lái)壓處掛網(wǎng)的局面，從而引起工作面端面漏冒甚至發(fā)生壓架事故，嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)。
[0004]高強(qiáng)度開采下各工作面都有其獨(dú)特的地質(zhì)條件，因此工作面的來(lái)壓也不盡相同，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的方式帶有很大的誤差，不能推而廣之。簡(jiǎn)單復(fù)制其它工作面的掛網(wǎng)方案，往往會(huì)在工作面來(lái)壓處掛網(wǎng)，導(dǎo)致冒頂壓架事故的發(fā)生，從而危及生產(chǎn)人員的安全，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，旨在解決礦井下掛網(wǎng)方案誤差大、安全系數(shù)低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，包括以下步驟:
[0007]S1、根據(jù)高強(qiáng)度開采下工作面在回撤階段掛網(wǎng)合理位置的確定方法，對(duì)該工作面最后一次預(yù)計(jì)周期來(lái)壓起始位置、柔性網(wǎng)長(zhǎng)度、來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度、最小掛網(wǎng)位置基本參數(shù)大小進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果歸納出掛網(wǎng)位置的計(jì)算表達(dá)式；
[0008]S2、根據(jù)工作面掛網(wǎng)前最后4?6次的周期來(lái)壓步距，計(jì)算出平均周期來(lái)壓步距和下一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離；
[0009]S3、根據(jù)所述比較結(jié)果，將平均周期來(lái)壓步距和下一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離代入相應(yīng)計(jì)算表達(dá)式中，計(jì)算出合理的掛網(wǎng)長(zhǎng)度。
[0010]優(yōu)選地，在步驟SI中，所述計(jì)算表達(dá)式具體包括:_1] X = Xmin ?X0 (I),
[0012]X = Lz+n X s (2),
[0013]X = Lz-Lc (3)；
[0014]其中，式⑴?式⑶中:
[0015]X——合理掛網(wǎng)長(zhǎng)度，m ；
[0016]Xmin-最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度，m;
[0017]X0—柔性網(wǎng)實(shí)際長(zhǎng)度即最大掛網(wǎng)長(zhǎng)度，m ；
[0018]Lz—最后一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離，m ；
[0019]Lc——周期來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度，m;
[0020]η-富余系數(shù)，取值2?4 ;
[0021]s—采煤機(jī)截深，m;
[0022]在步驟⑴中，所述比較結(jié)果與掛網(wǎng)位置之間的關(guān)系具體為:
[0023](I)最后一次周期來(lái)壓起始位置小于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式(I)；
[0024](2)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度但小于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式
(2)；
[0025](3)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度但來(lái)壓結(jié)束位置大于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式⑶；
[0026](4)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度但來(lái)壓結(jié)束位置小于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式(2)。
[0027]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，首先通過(guò)分析工作面的周期來(lái)壓和來(lái)壓位置預(yù)測(cè)以及柔性網(wǎng)長(zhǎng)度等基本參數(shù)，建立了 3種不同的計(jì)算表達(dá)式，然后根據(jù)平均周期來(lái)壓步距、來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度、柔性網(wǎng)長(zhǎng)度和最小掛網(wǎng)位置四者相互之間的比較結(jié)果，將平均周期來(lái)壓步距和最后一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離代入相應(yīng)的計(jì)算表達(dá)式中，計(jì)算出合理的掛網(wǎng)長(zhǎng)度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)掛網(wǎng)位置科學(xué)合理的確定，確保綜采工作面掛網(wǎng)期間無(wú)大來(lái)壓，保證掛網(wǎng)作業(yè)的安全順利，為回撤階段的安全生產(chǎn)提供了保障。同時(shí)該方法對(duì)企業(yè)確定所需柔性網(wǎng)長(zhǎng)度具有很好的指導(dǎo)意義，鑒于一張柔性網(wǎng)費(fèi)用達(dá)到幾百萬(wàn)，如果能夠節(jié)省0.1?0.2倍的柔性網(wǎng)長(zhǎng)度，能為企業(yè)節(jié)省較大的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法的步驟流程圖；
[0029]圖2是本發(fā)明中回撤階段掛網(wǎng)合理位置選擇示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0032]S1、根據(jù)高強(qiáng)度開采下工作面在回撤階段掛網(wǎng)合理位置的確定方法，對(duì)該工作面最后一次預(yù)計(jì)周期來(lái)壓起始位置、柔性網(wǎng)長(zhǎng)度、來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度、最小掛網(wǎng)位置基本參數(shù)大小進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果歸納出掛網(wǎng)位置的計(jì)算表達(dá)式；
[0033]在步驟SI中，如圖2所示，掛網(wǎng)階段所涉及的影響因素之間的空間關(guān)系是不確定的，共有三種情況:
[0034](I)最后一次周期來(lái)壓起始位置小于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度，即Lz < Xmin，此時(shí)
[0035]X = Xmin ~X0 式(I)
[0036]X—掛網(wǎng)位置，即掛網(wǎng)起始點(diǎn)距主回撤通道的距離，m。
[0037]即此時(shí)的掛網(wǎng)位置可在最小掛網(wǎng)位置到柔性網(wǎng)長(zhǎng)度之間任意選擇，因?yàn)榇藭r(shí)即使是最小掛網(wǎng)距離也位于來(lái)壓區(qū)域之外，可保證掛網(wǎng)時(shí)的安全順利進(jìn)行。
[0038](2)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度Xmin但小于柔性網(wǎng)實(shí)際長(zhǎng)度Xtl,即Xmin≤Lz < X0,此時(shí)采用公式2計(jì)算:
[0039]X = Lz+nXs 式(2)
[0040]η——富余系數(shù)，取2~4，通常取3。
[0041]s—采煤機(jī)截深，m ;神東礦區(qū)綜采面煤機(jī)截深一般為0.Sm。
[0042]掛網(wǎng)位置之所以要在來(lái)壓起始位置的基礎(chǔ)上再加上若干截深長(zhǎng)度的距離，原因在于:
[0043](a)工作面割煤過(guò)程中在來(lái)壓前一刀往往已經(jīng)出現(xiàn)來(lái)壓的趨勢(shì)，工作面壓力比非來(lái)壓時(shí)普遍加大，也有可能導(dǎo)致礦壓顯現(xiàn)加劇，對(duì)于掛網(wǎng)前打錨索等作業(yè)不利，因此必須在最小距離基礎(chǔ)上加上I~2刀的截深；
[0044](b)在實(shí)際操作過(guò)程中，掛網(wǎng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，除檢修班外，往往還占用1~2個(gè)生產(chǎn)班甚至更多的時(shí)間，根據(jù)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明可能導(dǎo)致工作面提前來(lái)壓，故應(yīng)另加上1~2刀的截深。
[0045](3)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度X。(最大掛網(wǎng)距離)即LzSXtl時(shí)，此時(shí)包括以下情況:
[0046]A、當(dāng) Lz-Lc ≥ Xniin 時(shí):
[0047]X = Lz-Lc 式(3)
[0048]Lc—來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度，m ;可根據(jù)礦壓實(shí)測(cè)結(jié)果獲取，神東礦區(qū)綜采面周期來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度普遍為3~8s ;
[0049]B、當(dāng) Lz-Lc < Xniin 時(shí):
[0050]X = Lz+n Xs 式(2)
[0051]此時(shí)柔性網(wǎng)長(zhǎng)度小于掛網(wǎng)起始位置距回撤通道的距離，計(jì)算表達(dá)式與公式2相同，掛網(wǎng)長(zhǎng)度不足部分后期應(yīng)采用金屬網(wǎng)進(jìn)行續(xù)接。
[0052]S2、根據(jù)工作面掛網(wǎng)前最后4~6次的周期來(lái)壓步距，計(jì)算出平均周期來(lái)壓步距和下一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離；
[0053]在步驟S2中，統(tǒng)計(jì)掛網(wǎng)前最后的4~6次的周期來(lái)壓步距U、L2, L3> L4, L5, L6，算出平均周期來(lái)壓步距L。
【權(quán)利要求】
1.一種礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，其特征在于包括以下步驟: 51、根據(jù)高強(qiáng)度開采下工作面在回撤階段掛網(wǎng)合理位置的確定方法，對(duì)該工作面最后一次預(yù)計(jì)周期來(lái)壓起始位置、柔性網(wǎng)長(zhǎng)度、來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度、最小掛網(wǎng)位置基本參數(shù)大小進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果歸納出掛網(wǎng)位置的計(jì)算表達(dá)式； 52、根據(jù)工作面掛網(wǎng)前最后4~6次的周期來(lái)壓步距，計(jì)算出平均周期來(lái)壓步距和下一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離； 53、根據(jù)所述比較結(jié)果，將平均周期來(lái)壓步距和下一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離代入相應(yīng)計(jì)算表達(dá)式中，計(jì)算出合理的掛網(wǎng)長(zhǎng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井高強(qiáng)度開采下工作面回撤階段掛網(wǎng)位置的確定方法，其特征在于，在步驟SI中，所述計(jì)算表達(dá)式具體包括: X = U ~X0 (I),
X = Lz+n Xs (2),
X = Lz-Lc (3)； 其中，式⑴~式⑶中: X——合理掛網(wǎng)長(zhǎng)度，m; Xmin-最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度，m ； X0—柔性網(wǎng)實(shí)際長(zhǎng)度即最大掛網(wǎng)長(zhǎng)度，m ； Lz——最后一次周期來(lái)壓起始位置距主回撤通道的距離，m ； Lc——周期來(lái)壓持續(xù)長(zhǎng)度，m ； η——富余系數(shù)，取值2~4; s-采煤機(jī)截深，m ； 在步驟(1)中，所述比較結(jié)果與掛網(wǎng)位置之間的關(guān)系具體為: (1)最后一次周期來(lái)壓起始位置小于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式(I); (2)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度但小于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式(2); (3)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度但來(lái)壓結(jié)束位置大于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式⑶； (4)最后一次周期來(lái)壓起始位置大于柔性網(wǎng)長(zhǎng)度但來(lái)壓結(jié)束位置小于最小掛網(wǎng)長(zhǎng)度時(shí)，選擇式(2)。
【文檔編號(hào)】E21F17/00GK103993907SQ201410226320
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】朱衛(wèi)兵, 許家林, 張冬冬, 郝浩 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)