[發明專利]一種綜采工作面頂板災害預警評價方法

有效

• 申請號: 201310213240.5
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103790628A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 毛德兵;徐剛;付東波;尹希文;秦海濤;孫學波;張會軍
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤礦頂板災害評價方法，特別是涉及一種綜采工作面頂板災害預警評價方法。?

背景技術

煤礦災害中，頂板事故無論對于生產礦井還是基建礦井都是多發性的事故，對礦井的安全生產、建設危害性極大。針對越來越多的頂板災害事故，礦壓監測系統或頂板監測系統也逐漸得到了越來越廣泛的應用。但實際上，隨著近年來我國煤礦整合力度加大，無支護或支護質量差的小煤礦迅速減少，但頂板事故發生的頻率依然保持高位。這主要存在以下幾個方面原因：：一是高強度回采工作面越來越多，許多煤礦企業在條件允許的情況下，都采用大采高超長工作面和超大推進距離開采技術，使得工作面頂板垮落規律與傳統開采方法下的礦壓規律相比發生明顯變化；二是西部淺埋深煤層開采礦井、開采工作面比重越來越大，淺埋深厚煤層開采所呈現出來的礦壓規律還缺乏較系統深入的研究。?

基于以上原因，頂板監測工作被迫日益向系統化、密集化發展，力求通過大范圍、高密度、高數字化監測來實現對頂板災害的準確預測預防，但實際上，由于頂板災害的發生與頂板位移、應力變化不是簡單的線性關系，所以，通過直接的監測預測預防頂板災害的發生雖然具有極好的實時性，但準確性卻較差，目前頂板事故頻發，頂板災害依然是煤礦生產中幾種主要災害之一就是有力的證明，并且由于頂板災害包括了壓架、切頂、冒頂和頂板來壓沖擊等具體類型，僅僅依靠監測儀器監測還無法對災害類型進行有效區分，并對制定解危措施提供及時的指導。?

如果想在對頂板災害預測預防實現突破，頂板災害預測預防工作則不應僅僅限于依靠監測儀器的直接監測，雖然監測儀器在不斷升級，而應通過科學評價方法結合監測手段來開展。評價方法要做到科學準確，核心還是要建立一套科學的評價體系，其中包括災害等級分類、評價指標及基準值的確定方法。?

發明內容

本發明提供了一種綜采工作面頂板災害預警評價方法，解決了目前綜采工作面頂板災害預警準確性差、解危不及時、有效性差的技術問題。?

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：?

一種綜采工作面頂板災害預警評價方法，將綜采工作面頂板災害等級分為安全、較危險、危險三類；建立了評價指標，所述評價指標包括初撐力p₀、增阻比率Δp^b、工作面推進速度v、來壓步距Pe和安全閥開啟比例k；所述初撐力p₀、增阻比率Δp^b和來壓步距Pe均基于綜采工作面液壓支架移架循環周期，建立數學模型獲得；所述安全閥開啟比例k根據監測儀器提供的監測信息獲得，所述監測儀器為安裝于所述綜采工作面液壓支架上的應力監測設備；所述工作面推進速度v按所述綜采工作面開采實際情況確定；所述初撐力基準指標為p₁和p₂，所述增阻比率基準指標為γ₁和γ₂，所述來壓步距基準指標為P₁和P₂，所述工作面推進速度基準指標為v₁和v₂，所述安全開啟比例基準指標為k₁和k₂；所述基準指標p₁和p₂，γ₁和γ₂，P₁和P₂，v₁和v₂，k₁和k₂的值均通過對試驗綜采工作面開采數據分析統計獲得；根據所述各項評價指標判斷頂板災害等級的判據如下表所示：?

當所述任一項評價指標對應災害等級為危險時，所述綜采工作面頂板災害等級即為危險。?

在上述預警評價方法中，評價指標還包括液壓支架前后柱不均衡性dp，所述液壓支架前后柱不均衡性dp由下面計算公式得到：?

其中，p_前、p_后、p_H分別為所述液壓支架前柱、后柱工作阻力和所述液壓支架額定工作阻力；?

所述前后柱不均衡性dp根據監測儀器提供的監測信息獲得，所述監測儀器為安裝于所述綜采工作面液壓支架上的應力監測設備，所述前后柱不均衡性基準指標為α和β，所述基準指標α和β均通過對試驗綜采工作面開采數據分析統計獲得；所采用的判據如下表所示：?

在上述預警評價方法中，計算所述增阻比率的數學模型為：?