[发明专利]一种井下综采工作面大角度过拐点方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下综采工作面过拐点方法，特别是一种井下综采工作面大角度过拐点方法。

背景技术

煤层赋存受断层等地质构造影响时易发生较大变化，导致工作面在推进的过程中必须大角度过拐点，煤矿井下综采工作面过10°—40°拐点的工作面布置、设备配套、回采巷道设计与支护导致工作面生产将面临以下问题：第一，综采工作面的转载机长度为25m—60m，由于其不能弯曲，在过拐点过程中如果运输巷不扩帮，转载机将面临无法回转的困难；第二，运输巷扩帮时，如何确定扩帮的范围与深度，扩帮后巷道断面增大如何进行合理支护；第三，过拐点过程中，机头与机尾推进度不同，不能同步推进，如何确定推进刀数与长短刀比例来协调生产。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服综采工作面过10°—40°拐点中存在的技术问题，提供一种方法简单、技术合理、易于使用的井下综采工作面大角度过拐点方法。

技术方案：本发明的井下综采工作面大角度过拐点方法，步骤如下：

步骤一、拐点范围内工作面采用扇形布置：

a、综采工作面过角度为10°—40°的拐点时，利用几何方法，确定拐点圆心、内外半径与内外弧长；

b、在拐点范围内将工作面采用扇形布置；

步骤二、通过转载机长度与极限回转长度的比较确定运输巷是否需要扩帮：

a、确定转载机极限回转长度，公式为                                               ，式中为转载机极限回转长度、N为原始设计下运输巷宽度、 w为转载机宽度、k为转载机到煤壁的安全间隙、θ为工作面拐点角度；

b、将运输巷条件下的的计算结果与转载机长度比较，如转载机长度大于，则运输巷需要通过扩帮来解决转载机因不能弯曲而在运输巷内无法回转的问题；

步骤三，确定扩帮参数，设计扩帮后运输巷支护方案：

a、确定提前扩帮长度，公式为，式中a为提前扩帮长度；

b、确定扩帮深度，公式为，M为扩帮后运输巷宽度；

c、根据计算得到的运输巷扩帮参数，通过锚杆支护理论分析与数值模拟的手段确定支护方案；

步骤四，进行扩帮施工，并调整运输设备配套：

a、根据步骤三的扩帮参数和支护方案对运输巷进行扩帮；

b、扩帮后扇形段内转载机可回转但不能弯曲，在转载机与皮带机之间铺设刮板输送机解决接煤问题；

步骤五，确定过拐点的工作面推进参数，指导现场生产：

a、确定工作面机头推进距，公式为 ，式中T为工作面机头推进距离；

b、确定工作面推进刀数，公式为，式中j为机头每刀深度，按割煤机每刀截割深度取值；

c、确定每刀推进角度，公式为  ，式中β为每刀推进角度；

d、确定长短刀比例，公式为，式中i为机尾每刀深度、L为综采工作面长度；

e、根据工作面推进参数，指导工作面过扇形时机头与机尾的推进工作；

步骤六，通过扇形段后，转载机直接与皮带搭接，工作面机头机尾同步推进，实现正常生产。

有益效果，由于采用了上述方案，提出了综采工作面在10°—40°拐点范围内扇形布置，通过转载机长度与极限回转长度的比较确定了运输巷扩帮的必要性；通过几何分析与现场实际结合确定了过拐点过程中的扩帮参数与工作面推进参数计算方法；通过转载机与皮带机之间铺设刮板输送机进行合理搭接解决了过拐点过程中的接煤问题；解决了综采工作面大角度过拐点时转载机如何回转、运输巷如何扩帮、工作面如何推进的技术问题，为拐点范围内综采工作面布置、设备配套、扩帮设计和回采推进工作做出指导，方法简单、技术可行，具有广泛的实用性。

附图说明

图1-1为扩帮前转载机无法回转示意图。

图1-2为扩帮后转载与皮带之间铺设刮板输送机示意图。

图1-3为推进合适后转载机直接与皮带搭接示意图。

图2为转载机极限回转模型图。

图3为运输巷扩帮模型图。

图4为长短刀比例模型图。