沿空掘巷煤柱变形的计算方法及相关装置与流程

1.本发明涉及采煤技术领域，尤其涉及一种沿空掘巷煤柱变形的计算方法及相关装置。


背景技术：

2.沿空掘巷基本上都是在采空区的边缘，预留一定宽度的煤柱掘进巷道，沿空掘巷有利于巷道维护。窄煤柱主要有两个作用，支撑上覆岩层载荷和防止相邻采空区的漏风、漏水，当煤柱上方的载荷即煤柱应力大于煤柱强度时，煤柱发生相应的变形，提高煤柱承载能力。
3.沿空掘巷是工作面顺槽的一种布置方式，服务于本工作面回采的要求，工作面回采之后，本工作面的沿空掘巷就没有价值，是一种短期工程。在进行沿空掘巷工程设计时，必须考虑经济价值和工程效果，提高煤炭资源的回采率，提高经济效益和社会效益，在满足工程需要的前提下，提前进行煤柱设计并计算煤柱的变形是非常必要的。


技术实现要素：

4.本发明提供一种沿空掘巷煤柱变形的计算方法及相关装置，用以在沿空掘巷设计时计算工作面回采阶段煤柱的变形。
5.本发明提供一种沿空掘巷煤柱变形的计算方法，应用于工作面回采阶段，包括：
6.预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量；
7.基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式；
8.基于煤柱应力计算公式，得到煤柱掘进阶段的煤柱应力；
9.基于所述煤柱掘进阶段的煤柱应力、应力集中系数、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式；
10.基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
11.可选地，所述煤柱强度计算公式包括：
[0012][0013]
其中，σ2为煤单轴抗压强度，w为煤柱宽度，h2为煤柱或者巷道高度。
[0014]
可选地，所述煤柱应力计算公式包括：
[0015][0016]
其中，w1为巷道宽度，w为煤柱宽度，h为煤层采高，g为重力加速度，θ为侧向支承角，h为裂隙带高度，γ为工作面上覆岩层容重。
[0017]
可选地，所述煤表面支护阻力包括：
[0018]
煤岩体的三轴系数和锚杆支护作用对煤柱的围压；
[0019]
其中，所述煤岩体的三轴系数包括煤岩体内摩擦角；
[0020]
所述锚杆支护作用对煤柱的围压包括：锚杆索的端部工作载荷和单根锚杆支护面积。
[0021]
本发明提供一种沿空掘巷煤柱变形的计算装置，包括：
[0022]
第一计算模块，用于预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量；
[0023]
第二计算模块，用于基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式；
[0024]
第三计算模块，用于基于煤柱应力计算公式，得到煤柱变形前的煤柱应力；
[0025]
第四计算模块，用于基于所述变形前的煤柱应力、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式；
[0026]
第五计算模块，用于基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
[0027]
可选地，所述煤柱强度计算公式包括：
[0028][0029]
其中，σ2为煤单轴抗压强度，w为煤柱宽度，h2为煤柱或者巷道高度。
[0030]
可选地，所述煤柱应力计算公式包括：
[0031][0032]
其中，w1为巷道宽度，w为煤柱宽度，h为煤层采高，g为重力加速度，θ为侧向支承角，h为裂隙带高度，γ为工作面上覆岩层容重。
[0033]
可选地，所述煤表面支护阻力包括：
[0034]
煤岩体的三轴系数和锚杆支护作用对煤柱的围压；
[0035]
其中，所述煤岩体的三轴系数包括煤岩体内摩擦角；
[0036]
所述锚杆支护作用对煤柱的围压包括：锚杆索的端部工作载荷和单根锚杆支护面积。
[0037]
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述沿空掘巷煤柱变形的计算方法的步骤。
[0038]
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述沿空掘巷煤柱变形的计算方法的步骤。
[0039]
本发明提供的一种沿空掘巷煤柱变形的计算方法及相关装置，应用于掘进阶段，通过获取变形前预先设计的煤柱宽度和变形前预先设计的煤柱高度，根据煤柱的面积计算公式、煤柱强度计算公式和煤柱应力计算公式，得到煤柱变形后单侧煤柱宽度增加量的值。通过本发明提供的方法和装置，能在沿空掘巷设计煤柱时事先计算工作面回采阶段煤柱的变形，进行煤柱的设计。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1是本发明提供的沿空掘巷煤柱变形的计算方法的流程示意图；
[0042]
图2是本发明提供的采空区侧向岩层分布示意图；
[0043]
图3是本发明提供的沿空掘巷煤柱承载结构示意图；
[0044]
图4是本发明提供的回采期间锚杆端部载荷变化曲线示意图；
[0045]
图5是本发明提供的沿空掘巷煤柱变形的计算装置的结构示意图；
[0046]
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0047]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
图1是本发明提供的沿空掘巷煤柱变形的计算方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的沿空掘巷煤柱变形的计算方法，包括：步骤110、步骤120、步骤130、步骤140和步骤150。
[0049]
步骤110、预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量。
[0050]
本发明实施例，在沿空掘巷回采之前，预先设计煤柱的宽度和煤柱的高度。
[0051]
根据煤柱安全系数法公式，计算煤柱安全系数，在煤柱安全系数小于1的情况下，煤柱宽度增加，煤柱高度相应减少，煤柱宽度和煤柱高度的乘积在煤柱变形前后保持不变。
[0052]
例如，根据煤柱安全系数法公式计算煤柱安全系数：
[0053][0054]
其中，σ为煤柱应力(载荷/面积)，s为煤柱强度。
[0055]
沿空掘巷煤柱的基本作用是支撑上覆岩层的载荷，沿空掘巷的煤柱宽度一般小于10米，通常为3到5米，和巷道高度接近，在平面二维尺寸上，煤柱的尺寸比例和单轴抗压强度的试件比例类似。
[0056]
煤柱作用机理类似标准试件的单轴抗压强度测试，即应力小于强度时，煤柱变形小，应力大于强度时，煤柱变形大。
[0057]
对于沿空掘巷煤柱来说，分布计算煤柱的应力和强度，计算煤柱安全系数，当煤柱安全系数小于1时，煤柱被压缩，发生变形。
[0058]
本发明实施例，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下通过计算变形前预先设计的煤柱宽度与两倍的单侧煤柱宽度增加量的和，来获取变形后煤柱宽度。
[0059]
需要说明的是，在巷道掘进过程中，煤柱的弹性变形已经发生，本发明实施例不包括煤柱的弹性变形。
[0060]
例如，在煤柱变形过程中，煤柱的宽度增加，煤柱的高度下降，煤柱面积不变，煤柱的面积计算公式为：
[0061]s面
＝w
×
h2，
[0062]
其中，w为煤柱宽度，h2为煤柱高度。
[0063]
当煤柱承受载荷，煤柱的两侧变形相等的情况下，设置单侧煤柱宽度增加量为w
δ
，此时变形后的煤柱表达式为：
[0064]
h4＝s
面
/(w+2w
δ
)，
[0065]
根据煤柱面积计算公式，可得到变形后的煤柱高度表达式：
[0066][0067]
其中，h2为变形前预先设计的煤柱高度。
[0068]
步骤120、基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式。
[0069]
可选地，所述煤柱强度计算公式包括：
[0070][0071]
其中，σ2为煤单轴抗压强度，w为煤柱宽度，h2为煤柱或者巷道高度。
[0072]
本发明实施例，煤柱的强度参照bieniawski煤柱强度公式，根据煤柱强度计算公式、变形后煤柱宽度和步骤110得到的变形后的煤柱高度表达式，煤柱强度计算公式中的宽高比为煤柱变形后的煤柱的宽度和高度的比值，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式：
[0073][0074]
s1为煤柱变形后无锚杆支护的煤柱强度。
[0075]
步骤130、基于煤柱应力计算公式，得到煤柱掘进阶段的煤柱应力。
[0076]
可选地，所述煤柱应力计算公式包括：
[0077][0078]
其中，w1为巷道宽度，w为煤柱宽度，h为煤层采高，g为重力加速度，θ为侧向支承角，h为裂隙带高度，γ为工作面上覆岩层容重。
[0079]
本发明实施例，基于获取到的变形前预先设计的煤柱宽度和变形前巷道宽度、煤层采高、侧向支承角、裂隙带高度以及工作面上覆岩层容重，得到掘进阶段的煤柱应力。
[0080]
需要说明的是，沿空掘巷和沿空留巷有类似上覆岩层结构，沿空掘巷的煤柱和沿空留巷的支护体都布置在三角形结构的下方，承受的载荷都比较小，采空区侧向岩层分布示意图如图2所示，沿空掘巷煤柱承载结构示意图如图3所示。
[0081]
侧向支承角和裂隙带高度的取值如表1所示：
[0082]
表1、计算参数表
[0083][0084]
表1中m为煤层采高。
[0085]
工作面上覆岩层容重的取值为：0.025～0.027n/mm2。
[0086]
步骤140、基于所述煤柱掘进阶段的煤柱应力、应力集中系数、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式。
[0087]
本发明实施例，当工作面回采时，沿空掘巷煤柱承受超前支撑压力的影响，回采时煤柱变形前煤柱的强度为煤柱掘进阶段的煤柱应力和应力集中系数的乘积：
[0088]
σ
动
＝kσ，
[0089]
其中，σ为煤柱掘进阶段的煤柱应力，k为应力集中系数。
[0090]
需要说明的是，应力集中系数即动载系数。
[0091]
当最大应力大于煤柱强度时，为保持煤柱平衡性，此时煤柱应力和煤柱强度相等，即煤柱需要通过变形来保持平衡。
[0092]
当煤柱发生变形，煤柱的宽度增加时，应力的线接触长度增加，应力相应下降，对于沿空掘巷来说，靠近采空区煤柱宽度增加部分不能承受上覆载荷，巷道侧的煤柱宽度增加承受上覆载荷，计算煤柱宽度的增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形，变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式为：
[0093][0094]
其中，σ
柱
为变形后的锚杆支护的煤柱强度，w为变形前预先设计的煤柱宽度，w
δ
为单侧煤柱宽度增加量。
[0095]
步骤150、基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
[0096]
可选地，所述煤表面支护阻力包括：
[0097]
煤岩体的三轴系数和锚杆支护作用对煤柱的围压；
[0098]
其中，所述煤岩体的三轴系数包括煤岩体内摩擦角；
[0099]
所述锚杆支护作用对煤柱的围压包括：锚杆索的端部工作载荷和单根锚杆支护面积。
[0100]
本发明实施例，变形后的锚杆支护的煤柱强度等于变形后无锚杆支护的煤柱强度加上煤柱表面支护阻力。
[0101]
煤柱表面的支护体的约束能限制煤柱的变形，并保持其稳定性，其原理可以概括为煤柱表面的支护阻力相当于煤柱周围施加一个围压，围压的数值与支护阻力一致。
[0102]
锚杆支护是煤柱常用的支护方式，锚杆支护对煤柱其约束作用，类似有围压的煤试件的抗压强度公式，锚杆支护的煤柱强度公式为：
[0103]
s＝s1+fσi，
[0104]
其中，s1为无约束的煤柱强度，f为煤岩体的三轴系数，σi为锚杆支护作用对煤柱的围压。
[0105]
煤岩体的三轴系数计算公式为：
[0106][0107]
其中，θ2为煤岩体内摩擦角。
[0108]
锚杆支护作用对煤柱的围压的计算公式为：
[0109][0110]
其中，l为锚杆索的端部工作载荷，s为单根锚杆支护面积。
[0111]
根据变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到只包括单侧煤柱宽度增加量的等式：
[0112][0113]
根据这一等式，得到煤柱变形后，单侧煤柱宽度增加量的值：
[0114]
本发明提供的一种沿空掘巷煤柱变形的计算方法，应用于掘进阶段，通过获取变形前预先设计的煤柱宽度和变形前预先设计的煤柱高度，根据煤柱的面积计算公式、煤柱强度计算公式和煤柱应力计算公式，得到煤柱变形后单侧煤柱宽度增加量的值。通过本发明提供的方法，能在沿空掘巷设计煤柱时事先计算工作面回采阶段煤柱的变形，进行煤柱的设计。
[0115]
本发明另一实施例，柳巷煤矿主采煤层为3号煤层，煤层厚度在10.20～11.65m之间，平均厚度11.05m，煤的强度为20.5，内摩擦角为30
°
。煤层埋深209～321m，一般240～270m。煤层结构简单，个别含1层夹矸。夹矸厚0.05～0.08m，岩性为泥岩。煤层直接顶板以泥岩、粉砂质泥岩为主，次为泥质粉砂岩、粉砂岩煤层。30105工作面回风顺槽与30103工作面采空区之间留设8m煤柱，巷道沿3号煤层底板布置，为全煤巷道，埋深约250m，留顶煤6.8m左右，煤层平均倾角0.3
°
，巷道设计为矩形断面，巷道宽度4.2m，高度3.5m，掘进断面15.96m2，巷道长度1500m。
[0116]
30105工作面的巷道采用锚杆锚索联合支护，支护参数为：
[0117]
顶板：锚杆间排距为0.9m
×
1.0m，每排布置5根，锚杆型号为φ20-m22-2400的高强螺纹钢锚杆，预紧扭矩为200n.m，树脂加长锚固，使用φ14mm的钢筋梯梁。顶锚索型号为skp17.8-1/1720-5300mm，配套3 00mm
×
300mm
×
14mm拱形可调心托板及锁具，预紧力为180kn，每排1根，排距2.0m；采用8#铁丝编织的网格为50mm
×
50mm菱形网护煤柱帮和护顶。
[0118]
煤帮：煤柱帮每排安装4根锚杆，型号为φ20-m22-2000螺纹钢锚杆，树脂加长锚固，预紧扭矩为200n.m，间排距为0.9m
×
1.0m，配套400mm
×
280mm
×
4mm的w型钢护板。实体煤侧帮每排布置4根型号为φ18-m20-1600的单体玻璃钢锚杆。
[0119]
在30105工作面分别进行相似模拟和数值模拟，得到煤柱应力计算中的关键参数。裂隙带发育高度为74.7m，侧向支撑角为15.6
°
。
[0120]
采用flac软件对30105工作面进行数值模拟，工作面超前支承压力峰值系数为1.78，即煤柱的动载系数为1.78。
[0121]
30105工作面超前支承压力图工作面回采时30105工作面的矿压显现，回采期间锚杆端部载荷变化曲线示意图如图4所示，煤柱侧锚杆端部载荷在80～120kn，均值为100kn，煤柱变形最大为740mm。
[0122]
回采时锚杆支护对煤柱强度的强化作用为，
[0123][0124]
把参数带入公式，得到锚杆支护的强化作用转化为煤柱强度0.33mpa。
[0125]
30105工作面煤炭采出率为86％，约1m的顶煤没有回采，采高为10m，h为74.7m，θ为15.6
°
，w1为4.2，w为8m，h为3.5m，σ2为20.5，代入公式，得到s为6mpa，σ为4.1mpa。30105回采工作面的超前支承压力应力集中系数为1.78，即煤柱的动载系数为1.78。煤柱承受最大动载时，煤柱发生变形，宽度增加，高度降低。把上述参数带入公式，计算得煤柱的宽度为9.22m，则煤柱单侧变形为0.61。
[0126]
图5是本发明提供的沿空掘巷煤柱变形的计算装置的结构示意图，如图5所示，沿空掘巷煤柱变形的计算装置包括：
[0127]
第一计算模块510，用于预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量；
[0128]
第二计算模块520，用于基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式；
[0129]
第三计算模块530，用于基于煤柱应力计算公式，得到煤柱变形前的煤柱应力；
[0130]
第四计算模块540，用于基于所述变形前的煤柱应力、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式；
[0131]
第五计算模块550，用于基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
[0132]
可选地，所述煤柱强度计算公式包括：
[0133][0134]
其中，σ2为煤单轴抗压强度，w为煤柱宽度，h2为煤柱或者巷道高度。
[0135]
可选地，所述煤柱应力计算公式包括：
[0136][0137]
其中，w1为巷道宽度，w为煤柱宽度，h为煤层采高，g为重力加速度，θ为侧向支承角，h为裂隙带高度，γ为工作面上覆岩层容重。
[0138]
可选地，所述煤表面支护阻力包括：
[0139]
煤岩体的三轴系数和锚杆支护作用对煤柱的围压；
[0140]
其中，所述煤岩体的三轴系数包括煤岩体内摩擦角；
[0141]
所述锚杆支护作用对煤柱的围压包括：锚杆索的端部工作载荷和单根锚杆支护面积。
[0142]
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述沿空掘巷煤柱变形的计算装置，能够实现上述沿空掘巷煤柱变形的计算方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再赘述。
[0143]
本发明提供的一种沿空掘巷煤柱变形的计算装置，应用于掘进阶段，通过获取变形前预先设计的煤柱宽度和变形前预先设计的煤柱高度，根据煤柱的面积计算公式、煤柱强度计算公式和煤柱应力计算公式，得到煤柱变形后单侧煤柱宽度增加量的值。通过本发明提供的装置，能在沿空掘巷设计煤柱时事先计算工作面回采阶段煤柱的变形，进行煤柱的设计。
[0144]
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行沿空掘巷煤柱变形的计算方法，该方法包括：预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量；基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式；基于煤柱应力计算公式，得到煤柱掘进阶段的煤柱应力；基于所述煤柱掘进阶段的煤柱应力、应力集中系数、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式；基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
[0145]
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0146]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的沿空掘巷煤柱变形的计算方法，该方法包括：预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量；基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式；基于煤柱应力计算公式，得到煤柱掘进阶段的煤柱应力；基于所述煤柱掘进阶段的煤柱应力、应力集中系数、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变
形后的锚杆支护的煤柱强度表达式；基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
[0147]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的沿空掘巷煤柱变形的计算方法，该方法包括：预先设计煤柱宽度和煤柱高度，在煤柱的安全系数小于1、煤柱的两侧变形相等且煤柱变形前后横截面面积不变的情况下，获取变形前预先设计的煤柱宽度、变形前预先设计的煤柱高度和变形后煤柱宽度，根据煤柱的面积计算公式，得到变形后的煤柱高度表达式；其中，所述变形后煤柱宽度包括所述变形前预先设计的煤柱宽度和单侧煤柱宽度增加量；基于所述变形后的煤柱高度表达式、所述变形后煤柱宽度和煤柱强度计算公式，得到变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式；基于煤柱应力计算公式，得到煤柱掘进阶段的煤柱应力；基于所述煤柱掘进阶段的煤柱应力、应力集中系数、所述变形前预先设计的煤柱宽度和所述单侧煤柱宽度增加量，在煤柱宽度增加引起煤柱应力下降只考虑单边煤柱的变形的情况下，得到变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式；基于所述变形后的锚杆支护的煤柱强度表达式、所述变形后无锚杆支护的煤柱强度表达式和煤柱表面支护阻力，得到所述单侧煤柱宽度增加量的值。
[0148]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0149]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0150]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。