[发明专利]高瓦斯工作面巷道结构、布置方法及其煤柱宽度确定方法

权利要求书

1.一种高瓦斯工作面巷道结构，其特征在于，多个工作面均布置双U型巷道，相邻两工作面中，上一工作面轨道回风巷(3)用作下一工作面瓦斯排放巷(5)，上一工作面瓦斯排放巷(4)用作下一工作面回风巷(6)；下一工作面瓦斯排放巷(5)朝向上一工作面(1)的一侧布置有高水材料巷旁充填体(7)。

2.布置权利要求1所述的高瓦斯工作面巷道的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、布置初始工作面，同时掘进轨道回风巷和瓦斯排放巷；

步骤二、在初始工作面回采期间，将初始工作面的轨道回风巷进行沿空留巷，并构筑巷旁充填体(7)，形成下一工作面瓦斯排放巷(5)；将初始工作面的瓦斯排放巷，用作下一工作面回风巷(6)；

步骤三、待初始工作面回采完毕、上覆岩层稳定后，贯通下一工作面(2)辅助切眼，形成完整的采矿系统；

步骤四、重复步骤2-3，采用顺序接替方式布置多个工作面，进行煤炭开采，直到完成整个采区的工作面巷道布置和工作面回采。

3.如权利要求1中所述的高瓦斯工作面巷道之间煤柱的宽度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、计算当煤柱两侧应力在未叠加之前，煤柱上方垂直应力分布形态曲线与x轴间所形成的面积中，非弹性区内的面积：

步骤二、计算当煤柱两侧应力在未叠加之前，煤柱上方垂直应力分布形态曲线与x轴间所形成的面积中，弹性区内的面积：

步骤三、计算当煤柱两侧应力叠加之后，煤柱上方垂直应力分布形态曲线与x轴间所形成的面积中，非弹性区内的面积：

步骤四、计算当煤柱两侧应力叠加之后，煤柱上方垂直应力分布形态曲线与x轴间所形成的面积中，弹性区内的面积：

步骤五、根据面积叠加原理S₁+S₂＝S₃+S₄，对四个公式进行化解及整理，可获得煤柱的非弹性区宽度x_p；

步骤六、结合煤柱设计中有关核区率的公式，即以及在实际生产实践中，要保持煤柱稳定性，需使得核区率大于65％，计算得出煤柱的合理宽度。