[发明专利]一种边坡下近水平煤层工作面煤柱宽度确定方法

权利要求书

1.一种边坡下近水平煤层工作面煤柱宽度确定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、分析边坡下开采结构特征，建立边坡下开采结构力学模型ABCD，其中AB、BC为两个同倾向的滑面；

步骤二、过B点假想分界面，将滑体分为第一块体和第二块体，计算第一块体重力W₁，第二块体重力W₂：

其中γ为体积力，L₁为AB长度，β₁为AB倾角，L₂为BC长度，H为断面高度，α为边坡坡角；

步骤三、计算第二块体的安全系数F₂；

步骤四、计算边坡煤柱宽度L₂。

2.根据权利要求1所述一种边坡下近水平煤层工作面煤柱宽度确定方法，其特征在于：所述计算第二块体的安全系数F₂的具体步骤包括：

2.1计算第一滑体受到基岩作用的摩阻力R₁；

假设边坡不受其他外力作用，第一块体受到基岩作用的摩阻力为：

其中，为R₁与滑面AB法线方向夹角；W₁为第一块体重力；

2.2计算第一块体对第二块体的作用力P₁与该作用力与水平方向夹角的θ；

作出第一块体的力平衡多边形，根据几何关系计算得出：

2.3计算第一块体的安全系数F₁，边坡安全系数F₁为边坡结构面抗滑力T_AB与下滑力Q_AB之比，即

T_AB由块体Ⅰ抗剪强度产生的抗滑力、P₁在AB方向上的作用力组成，

Q_AB由块体Ⅰ在AB上产生的下滑力、P₂在AB方向上的作用力组成，Q_AB＝W₁sinβ₁+P₂cos(β₁-θ)

2.4在近水平煤层边坡条件下，β₂＝0°，块体Ⅱ的安全系数F₂为：

其中，L₁、β₁、c₁、分别为滑面AB的长度、倾角、粘聚力、内摩擦角；L₂、β₂、c₂、分别为BC的长度、倾角、粘聚力、内摩擦角。

3.根据权利要求1所述一种边坡下近水平煤层工作面煤柱宽度确定方法，其特征在于：所述计算边坡煤柱宽度L₂的具体步骤为：块体Ⅰ处于极限平衡状态，即F₂＝1,在滑体为刚体的情况下，作为一个整体，滑体的安全系数F＝F₁＝F₂＝1，

即：

在不考虑水力作用下，且P₁＝P₂，滑面BC长度L₂: