.656. 北京科技大学学报 第29卷 边窝N Ⅱ区 区 INL (N-I)L"4L 3L 2L L 图2“弧形”工作面的布置模型 Fig-2 Arc face model 边界颗槽 上顺槽 支架 撤下的支果 边窝预留支架 工作面 支 工作面支架一 图3取消端头支架、采用简易机头实现快速增、撒支架 Fig.3 Canceling face-end supports and adopting a simple conveyer in order to add or remove supports quickly 1.3边窝的开挖及支护要求 2.1目标函数量化10 为方便掘进机施工，边窝左侧壁与顺槽设计成 由回采效率公式P=Q1/T易知，在回收率一 一定的夹角，一般取140°以上，边窝处除了扩大原 定时，即可采储量为常量时，只要满足回采时间T 顺槽的锚、网、索支护范围外，还需要在边窝口增打 最小，回采效率就达到最高 若干单体液压支柱[8]，如图4. 在图2所示的I区： fi(n）=Bicot B 错索 液压支柱 Lo十(i1)nB1+t1,=1,…,N 60 Ve Tmcos (1) 左侧壁一 ● 其中，f:(n)为第i段的回采时间，d;n为一次增接 8 ●份 顺槽 支架数；B1为支架宽度，m;a为I区上顺槽与下顺 边窝 密 槽夹角；B为截深，m;Lo为切眼长度，m;t1为增一 次支架所耗工时，h;V。为满足采放平衡条件下的割 图4边窝处增打单体液压支柱支护 煤速度，mmin-l;N为增接支架次数；Tm为有效 Fig-4 Adding hydraulic prop to support top coal in a underground chamber 割煤时，hd1;中为煤层倾角 N=L1-Locot a (2) 2开采工艺方案的优化 nBicot a 其中，L1为I区工作面总推进长度，m 根据数学规划理论，在确保安全的前提下， 把式(2)代入式(1)整理得： 如何最大限度地提高回采效率，是优化的目标，并以 此建立目标函数；但回采效率却受到巷道尺寸、“三 n=之(= 三1 机“配套和开采成本的约束，也以此建立约束函数 (L1一Locot a)(L1十L0cota)cota_ 120 Ve Tm Bcos中图2 “弧形”工作面的布置模型 Fig．2 Arc face model 图3 取消端头支架、采用简易机头实现快速增、撤支架 Fig．3 Canceling face-end supports and adopting a simple conveyer in order to add or remove supports quickly 1∙3 边窝的开挖及支护要求 为方便掘进机施工‚边窝左侧壁与顺槽设计成 一定的夹角‚一般取140°以上．边窝处除了扩大原 顺槽的锚、网、索支护范围外‚还需要在边窝口增打 若干单体液压支柱［8］‚如图4． 图4 边窝处增打单体液压支柱支护 Fig．4 Adding hydraulic prop to support top coal in a underground chamber 2 开采工艺方案的优化 根据数学规划理论［9］‚在确保安全的前提下‚ 如何最大限度地提高回采效率‚是优化的目标‚并以 此建立目标函数；但回采效率却受到巷道尺寸、“三 机”配套和开采成本的约束‚也以此建立约束函数． 2∙1 目标函数量化［10］ 由回采效率公式 P＝ Q1／T 易知‚在回收率一 定时‚即可采储量为常量时‚只要满足回采时间 T 最小‚回采效率就达到最高． 在图2所示的Ⅰ区： f i（ n）＝ nB1cotα B × L0＋（ i—1） nB1 60V c T mcos● ＋t1‚i＝1‚…‚N （1） 其中‚f i（ n）为第 i 段的回采时间‚d；n 为一次增接 支架数；B1 为支架宽度‚m；α为Ⅰ区上顺槽与下顺 槽夹角；B 为截深‚m；L0 为切眼长度‚m；t1 为增一 次支架所耗工时‚h；V c 为满足采放平衡条件下的割 煤速度‚m·min —1 ；N 为增接支架次数；T m 为有效 割煤时‚h·d —1 ；●为煤层倾角． N＝ L1— L0cotα nB1cotα （2） 其中‚L1 为Ⅰ区工作面总推进长度‚m． 把式（2）代入式（1）整理得： T1＝ ∑ N i＝1 f i（ n）＝ （ L1— L0cotα）（ L1＋ L0cotα）cotα 120V c T m Bcos● — ·656· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷