[发明专利]一种基于关键层结构的地表偏态下沉系数预判方法

摘要

本发明公开了一种基于关键层结构的地表偏态下沉系数计算方法，分步骤计算关键层结构的初次断裂角、关键层结构的周期断裂角、地表下沉偏态系数。本发明的方法严谨、准确、简单，为煤矿井工回采的覆岩顶板变化和地表下沉安全的识别预测提供依据及建议。

主权项

1.一种基于关键层结构的地表偏态下沉系数预判方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，解析简支梁基本模型，计算关键层结构的初次断裂角θ₁：现场试验，确定参数数值，包括：关键层结构的矩形截面的简支梁长度L，高度h，单位厚度的简支梁的上边界所受均匀分布的荷载q的作用，梁支承于两端，其支承压反力是按分布于两端界面内的剪力的形式作用于梁上，不计自重，以简支梁的重心为中心，结合现成试验确认断裂点的位置及坐标，以水平沿窄梁的方向为x轴，垂直向下的方向为y轴，断裂点的坐标为(x,y)；根据损伤变量修正公式和基本顶初次来压原理，计算关键层结构的初次断裂角，计算公式为：步骤2，解析悬臂梁基本模型，计算关键层结构的周期断裂角θ₂：现场试验，确定参数数值，包括：关键层结构的矩形截面的悬臂梁长度L、高度h，单位厚度的悬臂梁右端面上所受切向分布力q的作用，梁支承于左端，不计自重，结合现成试验确认断裂点的位置及坐标，以悬臂梁的左端为中心，水平沿悬臂梁的方向为x轴，垂直向下的方向为y轴，断裂点的坐标(x,y)；根据损伤变量修正公式和基本顶周期来压原理，计算关键层结构的周期断裂角，计算公式为：步骤3，解析基于关键层结构的地表下沉偏态系数w_k：根据工程实际情况，确定基本参数的数值，包括：关键层结构的极限下沉位移量w₀、开采煤层到关键层位置的平均垂直距离∑h′、关键层总长度L、关键层位置距地表垂直深度h₂、采煤工作面的平均采高M；计算基于关键层结构的地表下沉偏态系数w_k，计算公式为：