恭喜中国矿业大学闫帅获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国矿业大学申请的专利一种基于三角稳定性的工作面旋转贯通回撤通道设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115017574B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210535473.6,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种基于三角稳定性的工作面旋转贯通回撤通道设计方法是由闫帅;柏建彪;张栋;王瑞;王襄禹;张伟光;郭永红设计研发完成,并于2022-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于三角稳定性的工作面旋转贯通回撤通道设计方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于三角稳定性的工作面旋转贯通回撤通道设计方法,现场调研工作面具体生产地质条件,现场取岩芯并经实验室标准加工测定其物理力学参数特性;建立煤柱力学模型并确定稳定临界宽度;基于降低支架载荷、人为控制分段来压的原则,确定工作面旋转贯通的合理调斜角度、工作面每次与回撤通道同时贯通支架数量;根据确定的煤柱稳定临界宽度、调斜临界角度及工作面同时贯通回撤通道的支架数量确定工作面旋转贯通的回撤通道工艺流程。该方法能极大降低支架并行贯通回撤通道导致顶板大面积来压、工作面压架等严重生产安全问题,可极大的改善回撤通道的围岩受力状态,可有效降低回撤通道围岩灾变失稳的风险,能保证综采设备的安全高效回撤。
本发明授权一种基于三角稳定性的工作面旋转贯通回撤通道设计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于三角稳定性的工作面旋转贯通回撤通道设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:现场调研工作面具体生产地质条件,现场取岩芯并经实验室标准加工测定其物理力学参数特性;步骤二:建立煤柱力学模型并确定稳定临界宽度;S21:根据公式1确定出回撤通道侧煤柱塑性区宽度X1; 式中,m为煤层开采厚度,单位m;A为煤层侧压系数;k1为巷道掘进引起的侧向应力集中系数;γ为上覆岩层平均容重,单位kNm3;H为煤层平均埋深,单位m;c0为煤岩层分界面内聚力,单位MPa;为煤岩层分界面内摩擦角,单位°;p'x为回撤通道锚网索对煤帮支护强度,单位MPa;S22:根据公式2确定出工作面侧煤柱塑性区宽度X3; 式中,ξ为塑性区宽度修正系数,工作面回采对煤壁前方煤体的扰动影响大,处于非极限平衡状态,对塑性区宽度需要进行修正,R1为工作面侧煤体极限承载强度,单位MPa;R2为工作面侧煤体实际承载强度,单位MPa;k2为工作面回采引起的超前应力集中系数;Px为工作面支架对煤壁的支护强度,单位MPa;S23:根据公式3确定出需增加的煤柱宽度的富裕量X2;X2=0.2X1+X33;S24:根据公式4确定煤柱保持稳定的临界宽度B;B=X1+X2+X34;步骤三:基于降低支架载荷、人为控制分段来压的原则,确定工作面旋转贯通的合理调斜角度、工作面每次与回撤通道同时贯通支架数量、工作面回风巷旋转支点与回撤通道的距离;S31:基于支护阻力相等,同时贯通回撤通道支架数量最小的原则,根据公式5确定出工作面旋转贯通回撤通道调斜临界角度θ的范围; 式中,L'为支架最小错距,单位m;p为支架额定工作阻力,单位kN;q为支架上方顶板载荷,单位MPa;L为支架中心距,单位m;l为支架控顶距,单位m;S32:根据并行贯通支架数最小、人为制造分段来压的原则,根据公式6确定出工作面每次与回撤通道同时贯通支架数量n; S33:通过确定的煤柱临界稳定宽度B、工作面旋转角度θ和工作面长度W,确定出工作面回风巷旋转支点与回撤通道的距离D;步骤四:根据确定出的煤柱临界稳定宽度B、调斜临界角度θ及工作面同时贯通回撤通道的支架数量n确定工作面旋转贯通的回撤通道工艺流程;S41:结合工作面推进速度与煤柱保持稳定的临界宽度B,确定出最终煤柱临界宽度;根据调斜临界角度θ的范围确定出最终调斜临界角度;S42:当工作面平行推进至距离回撤通道达到设定调斜位置D时,以工作面回风巷侧的刮板输送机机尾为支点,使工作面运输巷侧的刮板输送机机头开始调斜旋转至距离回撤通道到达最终煤柱临界宽度B的位置,并确保调斜角度为最终调斜临界角度;S43:调斜完成后的工作面开始按照既定的最终调斜临界角度平行推进至回撤通道回采侧边缘,使工作面运输巷侧的刮板输送机机头率先与回撤通道贯通;S44:将工作面支架从运输巷侧开始按照n架为1组进行分组并依次编号1#、2#、3#、……n#;并按照既定的分组编号,依次与回撤通道贯通;S45:待工作面支架全部与回撤通道完全贯通后,展开综采设备的回撤工作。
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