[发明专利]一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法

权利要求书

1.一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，建立无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，依次确定结构滑落失稳支护力组成，其中结构滑落失稳支护力包括基本顶上覆岩层作用力P₃、基本顶结构滑落失稳传递作用力P₂和切顶控制岩层结构传递作用力P₁；

步骤2，根据基本顶上覆载荷层厚度h₄以及基本顶上覆载荷层载荷传递系数K_G，确定基本顶上覆岩层作用力P₃；

基本顶上覆岩层作用力P₃的计算公式如下：

P₃＝K_Gl₂∑h₄γ₂；

其中，h₄为基本顶上覆载荷层厚度，m；γ₂为载荷层平均容重，kN/m³；l₂为基本顶破断岩块长度，m；K_G为基本顶上覆载荷层载荷传递系数；

其中，基本顶上覆载荷层载荷传递系数K_G的计算公式如下：

其中，为基本顶上覆载荷层内摩擦角；λ₃基本顶上覆载荷层侧应力系数；l₂为基本顶破断岩块长度，m；h₃为基本顶厚度，m；

步骤3，根据无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，基本顶上覆岩层作用力P₃作用于基本顶，确定基本顶结构滑落失稳传递作用力P₂；

基本顶结构滑落失稳传递的作用力P₂的计算公式如下：

其中，l₂为基本顶破断岩块长度，m；h₃为基本顶厚度，m；γ₁为载荷层平均容重；i₂为基本顶破断岩块块度，θ₂为基本顶破断岩块回转角；为基本顶破断岩块内摩擦角；

步骤4，根据无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，确定基本顶板与层间软弱岩层作用力W₂；

步骤5，根据无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，将基本顶结构滑落失稳传递的作用力P₂、层间软弱岩层作用力W₂之和作用于切顶控制岩层，确定切顶控制岩层结构传递作用力P₁；

切顶控制岩层结构传递的作用力P₁的计算公式如下所示：

其中，h₁为切顶控制岩层厚度，m；i₁为切顶控制岩层破断岩块块度，θ₁为切顶控制岩层破断岩块回转角；γ1为载荷层平均容重；P2为基本顶结构滑落失稳传递作用力；l1为切顶控制层破断岩块长度，m；h2为基本顶与切顶控制岩层层间软弱岩层厚度，m；

步骤6，根据无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，确定直接顶作用于巷道的重量W1；

步骤7，根据无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，将所述切顶控制岩层结构传递的作用力P₁和所述直接顶作用于巷道的重量W₁之和确定为无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力R。

2.根据权利要求1所述的一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法，其特征在于，步骤1中，无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型通过无煤柱切顶开采过程中位于切顶高度范围内的切顶控制层与切顶高度范围外基本顶的破断结构特征进行建立，无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型采用短砌体-砌体的结构模型，其中，切顶控制层破断形成短砌体结构；基本顶破断形成砌体梁结构；

其中，在无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型中，切顶控制层采用切顶控制层岩块的水平力，其中，切顶控制层岩块的水平力通过岩块与切顶作用切落破碎岩体的摩擦阻力提供；基本顶的破断结构特征采用基本顶岩块的水平力，其中，基本顶岩块的水平力通过岩块与矸石的摩擦阻力提供。