一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法
【专利摘要】本发明提供了一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，通过分析工作面的周期来压步距和来压位置预测以及柔性网长度等基本参数，建立了3种不同的计算表达式，根据平均周期来压步距、来压持续长度、柔性网长度和最小挂网位置四者相互之间的比较结果，将平均周期来压步距和下一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离代入相应的计算表达式中，计算出合理的挂网长度。本发明实现了对挂网位置科学合理的确定，确保综采工作面挂网期间无大来压，保证挂网作业的安全顺利，为回撤阶段的安全生产提供了保障；同时该方法对企业确定所需柔性网长度具有很好的指导意义。
【专利说明】一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于矿井开采【技术领域】，尤其涉及一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法。
【背景技术】
[0002]我国煤炭产量排名世界第一，2012年的煤炭产量约达36亿t。虽然近几年来由于我国经济增速放缓，煤炭产量增速下滑，但煤炭仍占中国一次能源的70%左右，在未来几十年内，我国以煤炭为主的能源结构不会改变，煤炭消费总量总体呈增长趋势，因此确保煤炭产量对于国民经济的发展有着重要意义。神东矿区属国家特大型煤炭生产基地，因煤层赋存条件好，适合建设高产高效矿井，其综采面一次采全高已达到7.0m，工作面宽度达300?450m,走向推进长度达4500?6000m，日推进速度为10?20m/d。高强度开采下的综合机械化采煤工作面普遍应用多通道快速回撤技术，挂网是回撤阶段必要的一道工序，挂网质量直接决定能否快速安全回撤。
[0003]目前国内外并无确定综采面回撤阶段挂网位置的科学方法，大多根据现场人员的工作经验来确定挂网位置。根据经验确定的方式存在着诸多缺陷，实际操作过程中往往会出现在工作面来压处挂网的局面，从而引起工作面端面漏冒甚至发生压架事故，严重影响了安全生产。
[0004]高强度开采下各工作面都有其独特的地质条件，因此工作面的来压也不尽相同，根据经验确定的方式带有很大的误差，不能推而广之。简单复制其它工作面的挂网方案，往往会在工作面来压处挂网，导致冒顶压架事故的发生，从而危及生产人员的安全，造成巨大的经济损失。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，旨在解决矿井下挂网方案误差大、安全系数低的问题。
[0006]本发明是这样实现的，一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，包括以下步骤:
[0007]S1、根据高强度开采下工作面在回撤阶段挂网合理位置的确定方法，对该工作面最后一次预计周期来压起始位置、柔性网长度、来压持续长度、最小挂网位置基本参数大小进行比较，根据比较结果归纳出挂网位置的计算表达式；
[0008]S2、根据工作面挂网前最后4?6次的周期来压步距，计算出平均周期来压步距和下一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离；
[0009]S3、根据所述比较结果，将平均周期来压步距和下一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离代入相应计算表达式中，计算出合理的挂网长度。
[0010]优选地，在步骤SI中，所述计算表达式具体包括:_1] X = Xmin ?X0 (I),
[0012]X = Lz+n X s (2),
[0013]X = Lz-Lc (3)；
[0014]其中，式⑴?式⑶中:
[0015]X——合理挂网长度，m ；
[0016]Xmin-最小挂网长度，m;
[0017]X0—柔性网实际长度即最大挂网长度，m ；
[0018]Lz—最后一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离，m ；
[0019]Lc——周期来压持续长度，m;
[0020]η-富余系数，取值2?4 ;
[0021]s—采煤机截深，m;
[0022]在步骤⑴中，所述比较结果与挂网位置之间的关系具体为:
[0023](I)最后一次周期来压起始位置小于最小挂网长度时，选择式(I)；
[0024](2)最后一次周期来压起始位置大于最小挂网长度但小于柔性网长度时，选择式
(2)；
[0025](3)最后一次周期来压起始位置大于柔性网长度但来压结束位置大于最小挂网长度时，选择式⑶；
[0026](4)最后一次周期来压起始位置大于柔性网长度但来压结束位置小于最小挂网长度时，选择式(2)。
[0027]本发明克服现有技术的不足，提供一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，首先通过分析工作面的周期来压和来压位置预测以及柔性网长度等基本参数，建立了 3种不同的计算表达式，然后根据平均周期来压步距、来压持续长度、柔性网长度和最小挂网位置四者相互之间的比较结果，将平均周期来压步距和最后一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离代入相应的计算表达式中，计算出合理的挂网长度。本发明实现了对挂网位置科学合理的确定，确保综采工作面挂网期间无大来压，保证挂网作业的安全顺利，为回撤阶段的安全生产提供了保障。同时该方法对企业确定所需柔性网长度具有很好的指导意义，鉴于一张柔性网费用达到几百万，如果能够节省0.1?0.2倍的柔性网长度，能为企业节省较大的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法的步骤流程图；
[0029]图2是本发明中回撤阶段挂网合理位置选择示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，如图1所示，包括以下步骤:
[0032]S1、根据高强度开采下工作面在回撤阶段挂网合理位置的确定方法，对该工作面最后一次预计周期来压起始位置、柔性网长度、来压持续长度、最小挂网位置基本参数大小进行比较，根据比较结果归纳出挂网位置的计算表达式；
[0033]在步骤SI中，如图2所示，挂网阶段所涉及的影响因素之间的空间关系是不确定的，共有三种情况:
[0034](I)最后一次周期来压起始位置小于最小挂网长度，即Lz < Xmin，此时
[0035]X = Xmin ~X0 式(I)
[0036]X—挂网位置，即挂网起始点距主回撤通道的距离，m。
[0037]即此时的挂网位置可在最小挂网位置到柔性网长度之间任意选择，因为此时即使是最小挂网距离也位于来压区域之外，可保证挂网时的安全顺利进行。
[0038](2)最后一次周期来压起始位置大于最小挂网长度Xmin但小于柔性网实际长度Xtl,即Xmin≤Lz < X0,此时采用公式2计算:
[0039]X = Lz+nXs 式(2)
[0040]η——富余系数，取2~4，通常取3。
[0041]s—采煤机截深，m ;神东矿区综采面煤机截深一般为0.Sm。
[0042]挂网位置之所以要在来压起始位置的基础上再加上若干截深长度的距离，原因在于:
[0043](a)工作面割煤过程中在来压前一刀往往已经出现来压的趋势，工作面压力比非来压时普遍加大，也有可能导致矿压显现加剧，对于挂网前打锚索等作业不利，因此必须在最小距离基础上加上I~2刀的截深；
[0044](b)在实际操作过程中，挂网所需时间较长，除检修班外，往往还占用1~2个生产班甚至更多的时间，根据实测统计结果表明可能导致工作面提前来压，故应另加上1~2刀的截深。
[0045](3)最后一次周期来压起始位置大于柔性网长度X。(最大挂网距离)即LzSXtl时，此时包括以下情况:
[0046]A、当 Lz-Lc ≥ Xniin 时:
[0047]X = Lz-Lc 式(3)
[0048]Lc—来压持续长度，m ;可根据矿压实测结果获取，神东矿区综采面周期来压持续长度普遍为3~8s ;
[0049]B、当 Lz-Lc < Xniin 时:
[0050]X = Lz+n Xs 式(2)
[0051]此时柔性网长度小于挂网起始位置距回撤通道的距离，计算表达式与公式2相同，挂网长度不足部分后期应采用金属网进行续接。
[0052]S2、根据工作面挂网前最后4~6次的周期来压步距，计算出平均周期来压步距和下一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离；
[0053]在步骤S2中，统计挂网前最后的4~6次的周期来压步距U、L2, L3> L4, L5, L6，算出平均周期来压步距L。
【权利要求】
1.一种矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，其特征在于包括以下步骤: 51、根据高强度开采下工作面在回撤阶段挂网合理位置的确定方法，对该工作面最后一次预计周期来压起始位置、柔性网长度、来压持续长度、最小挂网位置基本参数大小进行比较，根据比较结果归纳出挂网位置的计算表达式； 52、根据工作面挂网前最后4~6次的周期来压步距，计算出平均周期来压步距和下一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离； 53、根据所述比较结果，将平均周期来压步距和下一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离代入相应计算表达式中，计算出合理的挂网长度。
2.如权利要求1所述的矿井高强度开采下工作面回撤阶段挂网位置的确定方法，其特征在于，在步骤SI中，所述计算表达式具体包括: X = U ~X0 (I),
X = Lz+n Xs (2),
X = Lz-Lc (3)； 其中，式⑴~式⑶中: X——合理挂网长度，m; Xmin-最小挂网长度，m ； X0—柔性网实际长度即最大挂网长度，m ； Lz——最后一次周期来压起始位置距主回撤通道的距离，m ； Lc——周期来压持续长度，m ； η——富余系数，取值2~4; s-采煤机截深，m ； 在步骤(1)中，所述比较结果与挂网位置之间的关系具体为: (1)最后一次周期来压起始位置小于最小挂网长度时，选择式(I); (2)最后一次周期来压起始位置大于最小挂网长度但小于柔性网长度时，选择式(2); (3)最后一次周期来压起始位置大于柔性网长度但来压结束位置大于最小挂网长度时，选择式⑶； (4)最后一次周期来压起始位置大于柔性网长度但来压结束位置小于最小挂网长度时，选择式(2)。
【文档编号】E21F17/00GK103993907SQ201410226320
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】朱卫兵, 许家林, 张冬冬, 郝浩 申请人:中国矿业大学