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申请/专利权人：西安理工大学

摘要：本发明公开了一种松散破碎顶板回撤通道保护煤柱留设宽度确定方法，包括以下步骤：步骤一、建立工作面与主回撤通道上方形成的压力拱力学模型；步骤二、分析综采工作面矿压观测数据；步骤三、计算保护煤柱两侧塑性区宽度B1和B2；步骤四、计算保护煤柱弹性核区宽度B0；步骤五、计算保护煤柱留设宽度B。本发明考虑了松散破碎顶板条件下，该条件下顶板在保护煤柱、主回撤通道、待采煤体和工作面上方形成压力拱结构，通过对保护煤柱承受荷载进行分析计算，建立松散破碎顶板回撤通道保护煤柱留设宽度确定方法，本发明符合实际需求，在确保采场围岩稳定的前提下，为回撤通道煤柱设计提供依据。

主权项：1.一种松散破碎顶板回撤通道保护煤柱留设宽度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立工作面与主回撤通道上方形成的压力拱力学模型，将保护煤柱宽度分为主回撤通道侧塑性区B1、辅回撤通道侧塑性区B2、煤柱弹性核区B0；步骤二、分析综采工作面矿压观测数据，根据同煤层采场煤柱应力历史监测数据，分别确定保护煤柱弹性核区与主、辅回撤通道两侧塑性区的界面峰值应力σb1和σb2；步骤三、计算主回撤通道侧塑性区宽度B1和辅回撤通道侧塑性区宽度B2： 式1中λ为侧压力系数，h为主、辅回撤通道侧塑性区与煤柱弹性核区的高度，c为煤体内聚力，为煤体内摩擦角；步骤四、计算煤柱弹性核区宽度B0；步骤五、计算保护煤柱宽度B：B＝B1+B2+B02；所述步骤四：计算煤柱弹性核区宽度B0的具体步骤包括：2.1：计算工作面与主回撤通道上方形成的压力拱宽度Wp： 式3中，W1为工作面掩护式液压支架控顶距，W2为工作面停采位置，W3为主回撤通道宽度；2.2计算直接作用于保护煤柱上的覆岩荷载P1：P1＝γHB04；式4中，γ为覆岩平均容重，H为回撤通道埋深；2.3计算工作面与主回撤通道上方形成的压力拱作用在保护煤柱上的覆岩荷载P2： 式5中，Hp为工作面与主回撤通道上方形成的压力拱高度，按9～12倍的采煤高度计算工作面与主回撤通道上方形成的压力拱高度；fk为岩石坚固性系数，fk＝σcd10，σcd为顶板岩体单轴抗压强度；2.4计算由辅回撤通道开挖转移至保护煤柱上的荷载P3： 式6中，Hf为辅回撤通道开挖形成的压力拱高度，按2～4倍的辅回撤通道高度计算辅回撤通道开挖形成的压力拱高度，W4为辅回撤通道宽度；2.5计算保护煤柱弹性核区的平均应力σa： 2.6计算煤柱弹性核区宽度B0：根据比涅乌斯基煤柱强度公式σp＝σc0.64+0.54B0h，当煤柱弹性核区平均应力达到其极限强度，即σa＝σp，得到保护煤柱弹性核区宽度B0： 公式8中： C2＝400γHpfkσcW1+W2+W3+W4； C4＝1250γHhfkHpW1+HpW2+HpW3+HfW4；C5＝16hfkσc-12.5γhfkHf+Hp，C6＝27fkσc-50Hhfk，σc为煤体单轴抗压强度。

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