[发明专利]综合机械化固体充填采煤顶板提前下沉量监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种综合机械化固体充填采煤顶板提前下沉量监测方法，尤其适用于井工矿 综合机械化固体充填采煤中顶板下沉量的监测。

背景技术

综合机械化充填采煤技术中顶板的动态变化是必须掌握的基础数据。固体物料充入采空 区后，随着工作面的推进，及时掌握顶板动态情况，既有利于分析掌握固体充填采煤的矿压 显现规律，又有利于检测充填工艺的执行情况及反应充填效果，以保证充填体对顶板的良好 管理。因此，研究出一种准确实用的顶板提前下沉量监测方法对于保证固体充填采煤技术在 煤矿工程现场的充填效果具有重要意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种综合机械化固体充填采煤技术条件下的顶板提前下 沉量的监测方法。

技术方案：本发明的综合机械化固体充填采煤顶板提前下沉量监测方法；

(1)根据充填采煤液压支架三维实体模型以及模型各个部位结构的尺寸参数，利用 Pro/Engineer软件建立实体仿真模型，得到充填采煤液压支架后立柱倾角-支撑高度曲线；

(2)在常规充填采煤循环作业中，进行充填采煤工作面割煤、推移刮板输送机、推移 充填采煤液压支架、充填固体物料作业，完成一个循环作业，当充填固体物料作业结束后， 测出此刻充填采煤液压支架后立柱倾角α₁；

(3)开始第二个循环作业，当第二个循环作业进行到推移充填采煤液压支架作业结束 后，充填固体物料作业开始前，再次测出此刻充填采煤液压支架后立柱倾角α₂；

(4)在两次监测出的充填采煤液压支架后立柱倾角的基础上，根据Pro/Engineer软件 建立的实体仿真模型得出充填采煤液压支架后立柱倾角-支撑高度曲线，得到两次监测充填 采煤液压支架后立柱倾角时的支撑高度差Δl；

(5)将充填采煤液压支架简化成几何图形，并把两个位置的充填采煤液压支架重叠起来，并且理想化地将两个时期的充填采煤液压支架的后顶梁以及顶板提前下沉段连接而成的三角形作为相似三角形进行处理，即从而得到充填采煤液压支架后顶梁的断点处的顶板提前下沉量，即

有益效果：由于采用了上述方案，本发明的固体充填采煤顶板提前下沉量监测方法，在 实际运用时只需要测量出每次充填采煤作业循环中推移液充填采煤液压支架后的充填采煤液 压支架后立柱的倾角，便可以根据实体仿真模型以及充填采煤液压支架各个结构尺寸参数和 结构之间的几何关系得到固体充填采煤顶板提前下沉量。此顶板提前下沉量监测方法简单易 行，成本低，具有广泛的现场实用性。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中四柱式充填采煤液压支架三维实体模型图；

图2为本发明具体实施方式中四柱式充填采煤液压支架二维骨架模型图；

图3为本发明具体实施方式中四柱式充填采煤液压支架后立柱倾角-支撑高度曲线图；

图4为本发明开始监测时第一个循环作业中充填固体物料作业后工作面状态侧视图；

图5为本发明开始监测时第二个循环作业中充填固体物料作业前工作面状态侧视图；

图6为本发明监测时两个循环作业中充填采煤液压支架重叠状态简化图。

图中：1-充填采煤液压支架前顶梁，2-充填采煤液压支架后顶梁，3-充填采煤液压支架 后立柱，4-多孔底卸式输送机，5-充填采煤液压支架后顶梁端点处顶板，6-刮板输送机，7- 充填采煤液压支架，8-充填采煤液压支架底座，9-固体充填物料，10-实体煤壁。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

以ZC5200/20/38型四柱式充填采煤液压支架为例，对本发明的固体充填采煤顶板提前 下沉量监测方法进行详细描述：

(1)首先按已有技术在采煤工作面实体煤壁布置综合设备，根据充填采煤液压支架三 维实体模型，如图1所示，以及各个结构的尺寸参数，利用Pro/Engineer软件建立如图2所 示的二维骨架模型，最后得到如图3所示的充填采煤液压支架后立柱3倾角-支撑高度曲 线；