[發(fā)明專利]一種基于剛度模型的支架工作阻力計算方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011431639.7
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112560248A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 劉海勝
• 申請（專利權）人: 陜西煤業(yè)化工集團孫家岔龍華礦業(yè)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21D23/00;E21D15/44;G06F119/14
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 劉軍鋒

1.一種基于剛度模型的支架工作阻力計算方法，其特征在于，包括：

在支架—圍巖系統(tǒng)剛度模型中，淺埋煤層大采高工作面周期來壓期間覆巖結構形成懸伸巖梁結構時，根據(jù)控頂距長度、支架寬度、直接頂厚度及直接頂巖石容重，按照預設的直接頂巖柱重量計算策略計算得到作用于支架的直接頂巖柱重量；

根據(jù)關鍵層懸伸巖塊長度、關鍵層厚度、關鍵層巖石容重及所述支架寬度，按照預設的關鍵層懸伸巖柱重量計算策略計算得到關鍵層懸伸巖柱重量；

根據(jù)載荷層的內(nèi)摩擦角、載荷層側應力系數(shù)、載荷傳遞的時間因子、載荷層厚度及所述關鍵層懸伸巖塊長度，按照預設的載荷傳遞系數(shù)計算策略計算得到周期來壓時的載荷傳遞系數(shù)；

根據(jù)載荷層容重、所述載荷層厚度、所述載荷傳遞系數(shù)、所述關鍵層懸伸巖塊長度及所述支架寬度，按照預設的載荷層傳遞的重量計算策略計算得到載荷層傳遞的重量；

根據(jù)所述直接頂巖柱重量、關鍵層懸伸巖柱重量和載荷層傳遞的重量，按照預設的支架工作阻力計算策略計算得到控制頂板所需的支架工作阻力；

淺埋煤層大采高工作面周期來壓期間覆巖結構形成臺階巖梁結構時，根據(jù)所述控頂距長度、所述支架寬度、所述直接頂厚度、所述直接頂巖石容重、亞關鍵層懸伸巖塊長度、亞關鍵層厚度、亞關鍵層巖石容重、軟弱夾層厚度及軟弱夾層巖石容重，按照預設的等效直接頂巖柱重量計算策略計算得到作用于支架的等效直接頂巖柱重量；

根據(jù)所述主關鍵層關鍵塊長度、所述支架寬度、所述主關鍵層厚度、所述主關鍵層巖石容重、所述載荷層厚度、所述載荷層容重及所述載荷傳遞系數(shù)，按照預設的主關鍵層關鍵塊的載荷計算策略計算得到主關鍵層關鍵塊的載荷；

根據(jù)主關鍵層關鍵塊塊度、主關鍵層關鍵塊回轉角、主關鍵層關鍵塊最大回轉角及所述主關鍵層關鍵塊的載荷，按照預設的主關鍵層滑落失穩(wěn)所傳遞的壓力計算策略計算得到主關鍵層滑落失穩(wěn)所傳遞的壓力；

根據(jù)所述等效直接頂巖柱重量和主關鍵層滑落失穩(wěn)所傳遞的壓力，按照預設的支架工作阻力計算策略計算得到控制頂板所需的支架工作阻力。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于剛度模型的支架工作阻力計算方法，其特征在于，所述直接頂巖柱重量計算策略，包括：

按照如下公式計算所述直接頂巖柱重量：W＝l_kb∑hγ_z，其中，l_k為控頂距長度；b為支架寬度；∑h為直接頂厚度；γ_z為直接頂巖石容重。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于剛度模型的支架工作阻力計算方法，其特征在于，所述關鍵層懸伸巖柱重量計算策略，包括：

按照如下公式計算所述關鍵層懸伸巖柱重量：Q＝l_xbh_gγ_g，其中，l_x為關鍵層懸伸巖塊長度；b為支架寬度；h_g為關鍵層厚度；γ_g為關鍵層巖石容重。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于剛度模型的支架工作阻力計算方法，其特征在于，所述載荷傳遞系數(shù)計算策略，包括：

按照如下公式計算所述載荷傳遞系數(shù)：其中，為載荷層的內(nèi)摩擦角；λ為載荷層側應力系數(shù)；K_t為載荷傳遞的時間因子；l_x為關鍵層懸伸巖塊長度；h_z為載荷層厚度。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于剛度模型的支架工作阻力計算方法，其特征在于，所述載荷層傳遞的重量計算策略，包括：

按照如下公式計算所述載荷層傳遞的重量：R＝K_Gl_xbh_zγ_z，其中，l_x為關鍵層懸伸巖塊長度；b為支架寬度；h_z為載荷層厚度；γ_z為載荷層容重；K_G為載荷傳遞系數(shù)。