[发明专利]一种沿空留巷顶板斜拉锚索加固位置确定方法

权利要求书

1.一种沿空留巷顶板斜拉锚索加固位置确定方法，适用于沿空留巷巷内顶板斜拉锚索位置的确定，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1.建立沿空留巷顶板薄板模型，确定薄板的边界条件：根据实际的沿空留巷顶板岩层条件和留巷断面尺寸，建立薄板几何模型，并确定薄板的边界条件为巷道轴向为对边自由、巷道采空侧为简支边界、巷道实体煤侧为固支边界，以此建立薄板的挠度表达式；

步骤1中薄板边界条件表达式为：

简支边：w_x＝a/2＝0，

固支边：w_x＝-a/2＝0，

自由边：对于y＝-b/2自由边，

对于y＝b/2自由边，

薄板的弹性曲面控制方程为：

式中：a-为巷道断面横向薄板宽度，m；b-为巷道轴向方向薄板长度，m；w-为薄板挠度，m；M-为薄板弯矩，N.m；V-为外力势能，J；v-为岩板泊松比；q-薄板上表面的载荷，Pa；D-为薄板抗弯刚度，N/m；-为薄板曲面变形，m；构建假设挠度表达式为：

式中：m-为数值，取1、2、3…；Y_m-为待定系数；

步骤1中的挠度表达式为：

步骤2.计算得到薄板内最大主应力分布表达式：将挠度表达式与薄板边界条件联立计算出薄板的挠度解析解，将解析解求偏微分后代入薄板内力公式，后再将三个主应力表达式代入薄板内任意一点最大、最小主应力表达式中，最终得到薄板内的最大主应力分布解；

步骤2中的薄板最大主应力表达式为：

式中：m-为数值，取1、2、3…；E-为薄板弹性模量，GPa；

步骤3.计算顶板薄板岩层的应力比例系数：将薄板最大主应力解除以薄板岩层的抗拉强度，得到薄岩板的应力比例系数；

所述步骤3中的应力比例系数计算方法为：

式中：f(x，y)-为应力比例系数；σ_t为岩板抗拉强度，MPa；

步骤4.确定沿空留巷斜拉锚索布置位置：以比例系数作为判断顶板岩层破坏与否依据，破坏部位就是布置斜拉锚索的位置；

步骤4中的确定沿空留巷斜拉锚索布置位置方法为：