[發明專利]一種綜采工作面超前支護的錨索設置計算方法

有效

• 申請號: 202011191006.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112459813B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張衛;林玉璽;張慶建;莊又軍;薛峰;翟正州;楊秉真;董明暉;李兆來;秦福剛
• 申請（專利權）人: 山東東山新驛煤礦有限公司
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D21/00;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 于曉曉

本發明屬于煤礦開采技術領域，具體公開了一種綜采工作面超前支護的錨索設置計算方法，所述綜采工作面超前支護包括多條鋼帶和n根錨索；所述綜采工作面超前支護的錨索設置計算方法為：首先，計算超前支護強度值；根據超前支護強度值和選用的錨索的安全拉力數值建立錨索根數n與距離的關系方程。與現有技術相比，該計算方法能夠確定錨索根數與間隔距離的關系，再根據實際需要選取合適數值設置錨索。解決綜采工作面超前支護操作復雜、工人勞動強度大、支護成本高、通風不利等缺點，對于智能化綜采工作面的推進有著極大的促進作用。

技術領域

本發明涉及煤礦開采技術領域，具體公開了一種綜采工作面超前支護的錨索設置計算方法。

背景技術

目前，我國常用的超前支護方式主要分為架棚支護、單體支柱“π”型梁支護、超前液壓支架支護，架棚支護的缺點是架棚支護完全依靠人工搬運支護材料并按要求支設，勞動強度較大，勞動效率低下，支護成本高；單體支柱“π”型梁支護單體支柱“π”型梁支護操作麻煩，工人勞動強度較大；超前液壓支架支護其充足的支承力和大面積的支承范圍，導致材巷頂板在經過多次反復支承后破碎離層，有時甚至出現局部冒頂現象，同時因超前支架自身體積較大，加之頂板破碎時下沉以及巷道變形等因素非常容易造成巷道有效斷面積減小量較大，引起風速超限等安全隱患，同時其較大的支承覆蓋面積在支承過程中造成所有頂部錨索外漏部分嚴重變形，導致錨索托盤無法回收復用引起材巷老空區懸頂面積過大，形成了材料的浪費與重大頂板事故

綜上所述以上幾種綜采工作面超前支護方式普遍存在操作復雜、工人勞動強度大、支護成本高、通風不利、材料浪費等問題，同時隨著智能化工作面的推進，綜采工作面兩順槽內取消支柱和支架支護，推廣錨索支護有很大的必要性。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供一種綜采工作面超前支護的錨索設置計算方法，該計算方法能夠確定錨索根數與間隔距離的關系，再根據實際需要選取合適數值設置錨索。解決綜采工作面超前支護操作復雜、工人勞動強度大、支護成本高、通風不利等缺點，對于智能化綜采工作面的推進有著極大的促進作用。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種綜采工作面超前支護的錨索設置計算方法，所述綜采工作面超前支護包括多條鋼帶和n根錨索；所述鋼帶在垂直于巷道延伸方向上間隔一定的距離均勻設置；所述錨索在每條所述鋼帶上均勻設置，且錨入頂板；

所述綜采工作面超前支護的錨索計算方法為：首先，計算超前支護強度值；根據超前支護強度值和選用的錨索的安全拉力數值建立錨索根數n與距離的關系方程：n＝Q×L×c和其中Q為錨索支護密度，F為安全拉力數值，P為超前支護強度值，c為巷道寬度；然后Q取整數值，以100mm為公差設立等差數列，根據上述關系方程計算與距離對應的數值n，且n進位取整。

優選地，所述計算超前支護強度值包括以下步驟：

步驟一，建立力學模型計算得到數值一；

步驟二，根據燈板巖層施加的壓力計算數值二；

步驟三，觀測獲取同煤層相鄰工作面礦壓數值三；

步驟四，選取三者中數值最大者，即為計算超前支護強度值。優選地，所述數值一計算公式為：

其中，式中，λ為側壓系數；

H為巷道中心的拱高；

m為橢圓豎向半軸長；

為內摩擦角；a為巷道寬度的一半，b為巷道高度的一半。優選地，所述數值二計算公式為：

式中,q為工作面頂板所受均布載荷

H為開采高度；