(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211027867.7 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 内蒙古满世 煤炭集团罐子沟煤炭 有 限责任公司 地址 010308 内蒙古自治区鄂 尔多斯市准 格尔旗龙口镇 (72)发明人 邬海江　孙瑞刚　刘晓伟　 (74)专利代理 机构 北京成越律师事务所 16 070 专利代理师 蔡艳园 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) E21D 11/00(2006.01) E21D 15/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种回撤通道分步两次预掘支与及支架回 撤方法 (57)摘要 本发明公开了一种回撤通道分步两次预掘 支与及支架回撤方法， 包括如下步骤： (A)确定超 前采动应力降低区范围； (B)超前采动影响区支 护； (C)开挖前半段的回撤巷道， 开挖转运硐室和 抹角； 开挖同时进行前半段回撤空间支护并回撤 前半段设备； (D)开挖后半段的回撤巷道， 开挖转 运硐室和抹角； 开挖同时进行后半段回撤空间支 护并回撤后半段设备。 本发明在停采线前， 根据 超前支撑应力曲线在应力降低区， 现场分步两次 掘进回撤通道， 实现回撤通道掘支与支架掩护协 同作用。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115495884 A 2022.12.20 CN 115495884 A 1.一种回撤通道分步两次预掘支与及支 架回撤方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： (A)确定超前采动应力降低区范围； (B)超前采动影响区支护； (C)开挖前半段的回撤巷道， 开挖转运硐室和抹角； 开挖同时进行前半段回撤空间支护 并回撤前半段设备； (D)开挖后半段的回撤巷道， 开挖转运硐室和抹角； 开挖同时进行后半段回撤空间支护 并回撤后半段设备。 2.根据权利要求1所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 步 骤(A)具体包括如下步骤： 结合现场回采过程和数值模拟计算对综放工作面超前采动影响 特征进行分析， 计算出综放工作面超前采动影响的应力集中系 数和采动破坏深度， 进而确 定采动应力降低区范围。 3.根据权利要求2所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 步 骤(A)中的计算过程具体如下： ①根据工作面回采矿压显现规律确 定基本顶悬臂结构长度取周期来压步距Lb， 由力等 效原理， 通过积分 建立综采工作面煤壁前 方的采动力传递平衡方程： 式中： Lb为周期来压步距， m； e， 自然常数， 是自然对数函数的底数， 其值为2.718； Pz为原 岩应力， MPa； β ＝2f/m； m为侧向边缘煤岩体厚度， m； f为侧向煤岩体边界错动的摩擦阻力系 数； σc为单轴抗压强度， MPa， C为黏聚力， MPa； 为内摩擦角， °； Pj 为回采煤壁水平阻力， MPa； yp为煤壁超前采动破坏 深度， m； ②对步骤①进行单变量数值计算得 出综采工作面煤壁超前采动破坏 深度yp； ③由步骤②计算采动应力集中系数： ④由步骤②计算综采工作面煤壁超前采动垂直应力分布： 式中： 为煤壁前 方超前煤岩破坏区、 弹性区的采动垂直应力， MPa； ⑤在计算出超前支 撑应力曲线以后， 根据计算的应力降低区距 离yp， 确定开挖回撤巷道 的宽度yc： 令0≤y≤yp时的 求出的y即为yc。 4.根据权利要求1所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 步 骤(B)中超前采动影响区支护具体如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495884 A 2对工作面两端头进行端头支护， 支护方式为两个单体柱+π型梁被动支护， 两侧的所述 单体柱距离邻近 煤壁距离不超过20 0mm， 端头支护间距为0.6m； 对原岩应力区巷道内进行加强支护， 支护方式为两个锚索+钢梁主动加强支护， 两侧的 所述锚索距离邻近 煤壁距离不超过20 0mm， 所述锚索的长度为1.5m， 加强支护间距为1.2m； 对应力增高区巷道支护方式为两个短锚索+一个长锚索+钢梁主动加强支护， 所述长锚 索在中间， 两端的所述短锚索距离邻近煤壁距离不超过200mm， 所述短锚索长度为1.5m； 中 间的所述长锚索长度为3m， 应力增高区巷道 支护间距为0.6m。 5.根据权利要求1所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 步 骤(C)和步骤(D)中的所述回撤巷道的顶板为倾斜设计， 为斜π形巷道， 靠近液压支架 一侧为 较低一侧， 高度为h， h为煤层厚度， 靠 近煤层一侧为较高一侧， 高度计算公式如下： 6.根据权利要求5所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 步 骤(C)和步骤(D)中的所述回撤空间的支护方式为折线支柱+单体支柱+π型梁支护， 回撤空 间包括回撤通道和硐室； 所述折线支柱包括折线下支柱和设置于其上的折线上支柱， 在所述折线下支柱外设置 有壁盾， 所述壁盾为长条形， 贴近煤壁， 在所述壁盾 上沿其长度方向设置有凹槽， 所述折线 下支柱固定在所述凹槽上， 所述折线 下支柱的高度与所述单体支柱的高度一致， 所述π型梁 倾斜设置， 两侧设置卡槽， 分别与所述单体支柱和所述折线 上支柱固定， 所述折线 上支柱垂 直于所述 π 型梁。 7.根据权利要求6所述的回撤通道分步两次预掘支与及支 架回撤方法， 其特 征在于： 所述壁盾的高度比所述折线下支柱高150mm ‑250mm， 宽度为300mm， 厚度12mm， 材质为 Q235普通碳素结构钢， 所述凹槽贯穿整个壁盾上下， 内径与所述折线 下支柱最大半径相等； 所述回撤空间的支护间距为0.8m。 8.根据权利要求1所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 在 步骤(A)还包括如下步骤： 在工作面距离停采线15～20m位置， 开始对前半段液压支架所在 位置上部的工作面顶板开始进行挂菱形 金属网以防工作面破碎 顶部冒落。 9.根据权利要求1所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 以 主运顺槽为起点， 辅运顺槽为终点， 对工作面上的液压支 架依次标号； 步骤(C)中回撤前半段设备的方法具体包括如下步骤： 回撤刮板输送机和采煤机， 正序 回撤前半段工作面上所有编号为奇数 的液压支架， 在其后方打木垛支护， 再倒序回撤前半 段工作面上 所有编号 为偶数的液压支 架， 在其后方打木垛支护； 步骤(D)中回撤后半段设备的方法具体包括如下步骤： 倒序回撤后半段工作面上所有 编号为偶数 的液压支架， 在其后方打木垛支护， 再正序回撤后半段工作面上所有编号为奇 数的液压支 架， 在其后方打木垛支护。 10.根据权利要求1所述的回撤通道分步两次预掘支与及支架回撤方法， 其特征在于： 所述抹角为对工作面辅运端头 煤帮进行半径为yc的抹角。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495884 A 3