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龙图腾网恭喜山东科技大学申请的专利一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114542088B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210160134.4，技术领域涉及：E21D9/00；该发明授权一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法是由刘学生;李学斌;谭云亮;解成成;李国庆设计研发完成，并于2022-02-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法，属于巷道围岩控制技术领域，包括：根据巷道高度、支护和施工要求，设计最大允许底臌量；根据底臌量与水平力之间的关系，确定最大允许底臌量所对应的底板最大允许水平应力；确定目标水平力的大小，从水平力的产生与传递两个方面，确定底臌控制措施并设计施工参数。本发明通过以最大允许底臌量为落脚点，根据巷道底臌与底板水平力之间的关系，得到最大允许底臌量所对应的最大允许水平力，进而从水平力的产生和传递两个方面提出相应的控制措施，达到有效控制巷道底臌的目的。

本发明授权一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法，其特征在于，包括：步骤1、根据巷道高度、支护和施工要求，设计最大允许底臌量wmax；步骤2、根据底臌量与水平力之间的关系，确定最大允许底臌量所对应的底板最大允许水平应力；步骤3、确定目标水平力的大小，从水平力的产生与传递两个方面，确定底臌控制措施并设计施工参数；步骤3包括：步骤3.1、根据现场实际地质情况，确定控制目标，目标水平力P1应满足：P1≤Pmax；步骤3.2、从水平力的产生与传递两个方面底臌控制措施，包括设置大直径卸压钻孔和钢管斜桩；大直径卸压钻孔的设计步骤如下：1确定目标垂直应力：根据目标水平力的大小，得到目标垂直应力的大小σ′，其中σ′＝P11-μμ，μ为泊松比；2确定施工方式及设计参数：在巷道帮部采用单排水平布置的方式，利用钻机施工大直径卸压钻孔，大直径卸压钻孔的钻孔方向与巷道走向方向垂直相交；大直径卸压钻孔施工后，巷道帮部煤体塑性区范围扩大，煤体应力重新分布，根据弹塑性理论可知，在卸压钻孔轴向方向上，弹性区内煤体的径向应力为巷帮煤体在钻孔上方的卸载应力，即钻孔弹性区内煤体的径向应力与目标垂直应力大小相等，由此得到巷帮煤体在垂直方向上与钻孔中心的距离和目标水平力的关系为： 式中，σ为钻孔在轴向方向煤体上方卸压前的侧向支承压力，MPa；r为在巷道帮部煤体的垂直方向上帮部煤体到钻孔中心的距离，m；μ为泊松比；R为钻孔塑性区半径，其中，r0为钻孔半径，m，σc为煤的单轴抗压强度，MPa，ξ为塑性系数；σrR为钻孔弹塑性交界处径向应力，MPa；由式Ⅳ可知，当目标水平力P1确定后，能够得到钻孔半径r0的取值，同时根据钻孔塑性半径的概念，得知钻孔间距S＝2R，大直径卸压钻孔深度L超过支承压力峰值位置，取1～3的安全系数，即L＝1～3M，M为超前支承压力峰值与煤帮的距离，m；钢管斜桩的设计步骤如下：1钢管斜桩的制作：钢管斜桩分别位于巷道底板与实体煤帮和煤柱交界处，由钢管、锚索和泵送支柱材料制作而成；2钢管斜桩的参数设计：钢管斜桩承受的水平极限载荷通过计算作用在桩的外力及其平衡条件求得，即对于横向受载的钢管斜桩，考虑斜桩侧岩石水平极限承载性能，忽略轴向荷载对于斜桩的影响，其中： 式中，d为钢管斜桩的直径，m；σm为钢管斜桩侧岩石最大法向应力，MPa；τm为钢管斜桩侧岩石最大切向剪应力，MPa；由式Ⅴ得出，当目标水平力P1确定后，进而可得钢管斜桩的直径d，在钢管斜桩安装时，一端插入底板稳定岩层，另一端插入巷道底板与实体煤帮煤柱交界处，插入角度α取值范围为50～70°，钢管斜桩插入后具有一定长度的外露端，外露端的长度在200～250mm之间；钢管斜桩的制作过程为：将锚索贯穿于钢管内部，同时在锚索与钢管的间隙注入泵送支柱材料，待泵送支柱材料凝固后对锚索施加一定的预紧力，预应力的施加采用油压千斤顶进行，预紧力为锚索破断载荷的30％～50％，即可实现斜桩制作。

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