一种确定薄煤层半煤岩巷道断面尺寸的方法

摘要

一种确定薄煤层半煤岩巷道断面尺寸的方法，属于薄煤层巷道断面尺寸确定方法。首先初步确定半煤岩巷道合适断面尺寸；其次，根据“先高后宽”的原则对巷道断面尺寸进行优化，即先对巷道高度进行“降高”以确定巷道最小高度，对巷道宽度进行“加宽”以确定最优巷道宽高比；对“降高”后的巷道高度是否满足行人高度要求进行校核，确定巷道最小高度；对“加宽”后的巷道宽度是否满足极限跨距及矿井安全通风要求进行校核，确定巷道最优宽高比，得到巷道合理宽度。结合各薄煤层矿井地质条件，实现了薄煤层开采“以岩换煤”价值工程，减少了掘进工作面成本、降低了含矸率、提高了煤质，在少破和不破岩的情况下，增加了单进、单产。

主权项

一种确定薄煤层半煤岩巷道断面尺寸的方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：a、依据辅助运输模式的选择、回采巷道、工作面设备的选型以及《煤矿安全规程》规定，确定最小外形尺寸成套辅助运输设备宽度B′及高度最大值D′、半煤岩巷道合适断面尺寸，所述的半煤岩巷道合适断面尺寸包括：无轨运输净宽度B₁，净高度D₁；轨道运输净宽度B₂,净高度D₂；b、计算得到巷道围岩变形量、设备尺寸、巷道合适断面尺寸及煤层厚度(M)之间的函数；所述的巷道围岩变形量为两帮移近量b′、顶底板移近量h′；所述的设备尺寸为最小外形尺寸成套辅助运输设备宽度最大值B′、高度最大值D′；所述的巷道合适断面尺寸为净宽度B₁、B₂,净高度D₁、D₂；c、基于成本型指标的净流量的大小，结合矿井工作面实际情况，得出工作面辅助运输模式方案下的净流量Φ(A)关于成套辅助运输设备宽度B′，高度D′的关系；d、净流量Φ(A)越小对薄煤层综采工作面的综合效益越显著，且净流量Φ(A)与成套辅助运输设备尺寸成正相关关系，遵循“先高后宽”的原则，即在最大程度的降低回采巷道高度为基础进行巷道断面尺寸的合理优化；e、首先将回采巷道高度以0.1m为基准进行循环“降高”，即对回采巷道及工作面设备进行低矮化选型或者研制以满足巷道的“降高”；所述的回采巷道设备为辅助运输设备及掘进设备，所述的工作面设备为支护设备；f、对“降高”后的净流量Φ(A_n+1)与未降之前的净流量Φ(A_n)进行比较，若Φ(A_n+1)<Φ(A_n)，对巷道高度是否满足《煤矿安全规程》中行人高度要求进行校核，若符合《规程》要求，回到步骤e，直到Φ(A_n+1)>Φ(A_n)；不满足《规程》要求时，输出Φ(A_n)时巷道的高度D_min即为半煤岩巷道最小高度；g、其次对回采巷道宽度以0.1m为基准进行循环“加宽”以确定巷道最优宽高比，即使巷道满足其及工作面设备“降高”所增加的宽度；所述的巷道及工作面设备是辅助运输设备及掘进设备、支护设备；h、对“加宽”后的净流量Φ(A_n+2)与未加之前的净流量Φ(A_n+1)进行比较，若Φ(A_n+2)<Φ(A_n+1)，对巷道宽度是否满足极限跨距及矿井安全通风要求进行校核，若符合要求，回到步骤g，直到Φ(A_n+2)>Φ(A_n+1)；不满足极限跨距及矿井安全通风要求时，输出Φ(A_n+1)时巷道的宽度B，此时得到的B/D_min即为巷道最优宽高比。