[發明專利]一種井下綜采工作面大角度過拐點方法

有效

• 申請號: 201310045056.4
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103104290A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 方新秋;劉曉寧;徐光;吳剛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及一種井下綜采工作面過拐點方法，特別是一種井下綜采工作面大角度過拐點方法。

背景技術

煤層賦存受斷層等地質構造影響時易發生較大變化，導致工作面在推進的過程中必須大角度過拐點，煤礦井下綜采工作面過10°—40°拐點的工作面布置、設備配套、回采巷道設計與支護導致工作面生產將面臨以下問題：第一，綜采工作面的轉載機長度為25m—60m，由于其不能彎曲，在過拐點過程中如果運輸巷不擴幫，轉載機將面臨無法回轉的困難；第二，運輸巷擴幫時，如何確定擴幫的范圍與深度，擴幫后巷道斷面增大如何進行合理支護；第三，過拐點過程中，機頭與機尾推進度不同，不能同步推進，如何確定推進刀數與長短刀比例來協調生產。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服綜采工作面過10°—40°拐點中存在的技術問題，提供一種方法簡單、技術合理、易于使用的井下綜采工作面大角度過拐點方法。

技術方案：本發明的井下綜采工作面大角度過拐點方法，步驟如下：

步驟一、拐點范圍內工作面采用扇形布置：

a、綜采工作面過角度為10°—40°的拐點時，利用幾何方法，確定拐點圓心、內外半徑與內外弧長；

b、在拐點范圍內將工作面采用扇形布置；

步驟二、通過轉載機長度與極限回轉長度的比較確定運輸巷是否需要擴幫：

a、確定轉載機極限回轉長度，公式為???????????????????????????????????????????????，式中為轉載機極限回轉長度、N為原始設計下運輸巷寬度、?w為轉載機寬度、k為轉載機到煤壁的安全間隙、θ為工作面拐點角度；

b、將運輸巷條件下的的計算結果與轉載機長度比較，如轉載機長度大于，則運輸巷需要通過擴幫來解決轉載機因不能彎曲而在運輸巷內無法回轉的問題；

步驟三，確定擴幫參數，設計擴幫后運輸巷支護方案：

a、確定提前擴幫長度，公式為，式中a為提前擴幫長度；

b、確定擴幫深度，公式為，M為擴幫后運輸巷寬度；

c、根據計算得到的運輸巷擴幫參數，通過錨桿支護理論分析與數值模擬的手段確定支護方案；

步驟四，進行擴幫施工，并調整運輸設備配套：

a、根據步驟三的擴幫參數和支護方案對運輸巷進行擴幫；

b、擴幫后扇形段內轉載機可回轉但不能彎曲，在轉載機與皮帶機之間鋪設刮板輸送機解決接煤問題；

步驟五，確定過拐點的工作面推進參數，指導現場生產：

a、確定工作面機頭推進距，公式為?，式中T為工作面機頭推進距離；

b、確定工作面推進刀數，公式為，式中j為機頭每刀深度，按割煤機每刀截割深度取值；

c、確定每刀推進角度，公式為??，式中β為每刀推進角度；

d、確定長短刀比例，公式為，式中i為機尾每刀深度、L為綜采工作面長度；

e、根據工作面推進參數，指導工作面過扇形時機頭與機尾的推進工作；

步驟六，通過扇形段后，轉載機直接與皮帶搭接，工作面機頭機尾同步推進，實現正常生產。

有益效果，由于采用了上述方案，提出了綜采工作面在10°—40°拐點范圍內扇形布置，通過轉載機長度與極限回轉長度的比較確定了運輸巷擴幫的必要性；通過幾何分析與現場實際結合確定了過拐點過程中的擴幫參數與工作面推進參數計算方法；通過轉載機與皮帶機之間鋪設刮板輸送機進行合理搭接解決了過拐點過程中的接煤問題；解決了綜采工作面大角度過拐點時轉載機如何回轉、運輸巷如何擴幫、工作面如何推進的技術問題，為拐點范圍內綜采工作面布置、設備配套、擴幫設計和回采推進工作做出指導，方法簡單、技術可行，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1-1為擴幫前轉載機無法回轉示意圖。

圖1-2為擴幫后轉載與皮帶之間鋪設刮板輸送機示意圖。

圖1-3為推進合適后轉載機直接與皮帶搭接示意圖。

圖2為轉載機極限回轉模型圖。

圖3為運輸巷擴幫模型圖。

圖4為長短刀比例模型圖。