[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

说明书

本发明提供了一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法，通过建立无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板结构模型，依次确定基本顶上覆岩层作用力、基本顶结构滑落失稳传递作用力和切顶控制岩层结构传递作用力；通过计算基本顶上覆岩层作用力、基本顶结构滑落失稳传递作用力和切顶控制岩层结构传递作用力有效计算得到无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力，本发明的计算方法更加合理、准确的对巷内顶板的支护方法与参数进行确定，提高了对无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算的精确度。

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，具体为一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法。

背景技术

无煤柱切顶沿空留巷不设置护巷煤柱，将上区段工作面回采巷道通过切顶卸压的方式保留，作为下区段工作面回采巷道，从而大幅提高煤炭资源开采效率，该开采方式已在国内各个矿区得到普遍应用。无煤柱开采取消了区段煤柱的过渡作用，留巷稳定性与顶板结构形态联系密切，切顶卸压使得顶板形成了区别于传统开采顶板结构的新方式。回采来压时，顶板难以形成稳定结构，严重威胁留巷的生产安全。

无煤柱切顶沿空留巷条件多样、控制对象差异性大，巷内顶板的支护方法与参数选择多依据现场经验，缺乏科学合理的确定方法。为了加强留巷顶板的稳定性、提高支护效率，需要研发一种无煤柱切顶沿空留巷条件下，控制巷内顶板稳定性的支护阻力确定方法。

发明内容

针对现有技术中巷内顶板的支护方法与参数采用依据现场经验存在结果不精确的问题，本发明提供一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法，更加合理、准确的对巷内顶板的支护方法与参数进行确定，提高了对无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算的精确度。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种无煤柱切顶沿空留巷巷内顶板支护阻力计算方法，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；

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；

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；

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。

优选的，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；