[發(fā)明專(zhuān)利]實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211315330.0
• 申請(qǐng)日: 2022-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115680657A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬建永;王志強(qiáng);林陸;李廷照;席詩(shī)語(yǔ);王兆瑞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/18
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/18;E21C37/00;G06F30/20;G06F119/14
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1.實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法，其特征在于，包括以下過(guò)程：

a、工作面末采貫通回撤通道前，利用切頂技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦壓峰值點(diǎn)從回撤通道靠近工作面一側(cè)跳躍至回撤通道另一側(cè)實(shí)體煤內(nèi)，且給出巷道支護(hù)參數(shù)依據(jù)的方法；

b、回采期間，工作面前方形成超前移動(dòng)礦壓峰值，依據(jù)移動(dòng)峰值大小、與工作面之間的距離，在末采期間調(diào)整采高等技術(shù)措施控制礦壓，并對(duì)峰值跳躍至回撤通道另一側(cè)位置進(jìn)行預(yù)判；

c、按照回撤通道圍巖承載與破壞特點(diǎn)，確定回撤通道形成的固定峰值點(diǎn)與回撤通道之間的距離；

d、工作面回采的移動(dòng)礦壓峰值點(diǎn)與回撤通道一側(cè)固定峰值點(diǎn)逐漸逼近、耦合，并在回撤通道一側(cè)固定峰值點(diǎn)位置形成最終疊加峰值點(diǎn)，在逐漸逼近過(guò)程中，重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)力峰值的變化情況，分析峰值點(diǎn)與回撤通道之間煤柱的穩(wěn)定性，確定對(duì)最終疊加峰值點(diǎn)位置頂板進(jìn)行人工切頂，以實(shí)現(xiàn)峰值從回撤通道靠近工作面一側(cè)直接跳躍至另一側(cè)，以實(shí)現(xiàn)回撤通道頂板避開(kāi)礦壓峰值；

e、考慮頂板碎脹系數(shù)、回撤通道工作面?zhèn)鹊寞B加峰值點(diǎn)位置、跳躍至回撤通道另一側(cè)的位置、巷道幾何尺寸與支護(hù)阻力等要求，確定切頂?shù)母叨扰c角度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法，其特征在于，所述的步驟a中，工作面末采貫通回撤通道前，利用切頂技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦壓峰值點(diǎn)從回撤通道靠近工作面一側(cè)跳躍至回撤通道另一側(cè)實(shí)體煤內(nèi)，且給出巷道支護(hù)參數(shù)依據(jù)的方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法，其特征在于，所述的步驟b中，回采期間，工作面前方形成超前移動(dòng)礦壓峰值，依據(jù)移動(dòng)峰值大小、與工作面之間的距離，在末采期間調(diào)整采高等技術(shù)措施控制礦壓，并對(duì)峰值跳躍至回撤通道另一側(cè)位置進(jìn)行預(yù)判：

式中：x_g，工作面超前礦壓峰值點(diǎn)與其距離；M，采高；f，摩擦因數(shù)；ε，三軸應(yīng)力系數(shù)，τ，抗剪強(qiáng)度；k_t，內(nèi)聚力；內(nèi)摩擦角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法，其特征在于，所述的步驟c中，按照回撤通道圍巖承載與破壞特點(diǎn)，確定回撤通道形成的固定峰值點(diǎn)與回撤通道之間的距離：

式中：x₀，回撤通道一側(cè)固定礦壓峰值點(diǎn)與其距離；h，回撤通道高度，工作面末采階段采高M(jìn)與回撤通道高度h取相同數(shù)據(jù)，也即控制采高；k，應(yīng)力集中系數(shù)；γ，覆巖容重；H，埋深；p₁，回撤通道支護(hù)阻力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法，其特征在于，所述的步驟d中，工作面回采的移動(dòng)礦壓峰值點(diǎn)與回撤通道一側(cè)固定峰值點(diǎn)逐漸逼近、耦合，并在回撤通道一側(cè)固定峰值點(diǎn)位置形成最終疊加峰值點(diǎn)，在逐漸逼近過(guò)程中，重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)力峰值的變化情況，分析峰值點(diǎn)與回撤通道之間煤柱的穩(wěn)定性，確定對(duì)最終疊加峰值點(diǎn)位置頂板進(jìn)行人工切頂，以實(shí)現(xiàn)峰值從回撤通道靠近工作面一側(cè)直接跳躍至另一側(cè)，以實(shí)現(xiàn)回撤通道頂板避開(kāi)礦壓峰值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)工作面末采礦壓峰值點(diǎn)跳躍回撤通道的切頂卸壓方法，其特征在于，所述的步驟e中，考慮頂板碎脹系數(shù)、回撤通道工作面?zhèn)鹊寞B加峰值點(diǎn)位置、跳躍至回撤通道另一側(cè)的位置、巷道幾何尺寸與支護(hù)阻力等要求，確定切頂?shù)母叨扰c角度：

依據(jù)頂板碎脹系數(shù)、末采高度M或巷道高度h確定切頂高度巖層能夠落得下來(lái)，滿(mǎn)足

L×(k_p-1)≤h

式中：L，切頂高度；k_p，頂板巖層碎脹系數(shù)；

考慮保證切頂高度條件下，按照一定角度能夠深入到疊加礦壓峰值點(diǎn)位置，滿(mǎn)足

L×tgθ≤x₀

式中：θ，切頂角度；

考慮跳躍至回撤通道另一側(cè)位置，切頂高度L與巷道高度h疊加形成新的超前礦壓峰值，其位置需要滿(mǎn)足

式中：x_q，超前切頂位置的新的礦壓峰值點(diǎn)；a，巷道寬度；

結(jié)合三個(gè)限定條件，最終建立切頂高度L、角度θ、巷道幾何尺寸a×h幾個(gè)人為技術(shù)因素控制的峰值點(diǎn)跳躍至回撤通道另一側(cè)距離與巷道基本支護(hù)阻力p₁之間的關(guān)系，滿(mǎn)足