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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利双阈值附加压应力场巷道顶板支护密度确定方法及系统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：CN121188985B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14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：202511219909.0，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权双阈值附加压应力场巷道顶板支护密度确定方法及系统是由孙元田;李桂臣;王尚;郝浩然;李菁华;荣浩宇;许嘉徽;张文彬;吴行;刘天宇设计研发完成，并于2025-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本双阈值附加压应力场巷道顶板支护密度确定方法及系统在说明书摘要公布了：一种双阈值附加压应力场巷道顶板支护密度确定方法及系统，方法：采集工程地质参数；确定高低双阈值；支护方案建模；量化应力场体积；通过迭代优化确定顶板支护密度；根据顶板支护密度进行施工；工程安全验证；系统：地质参数采集模块用于收集工程地质参数；双阈值计算模块用于进行高载荷阈值和低载荷阈值的计算；数值建模模块用于建立巷道三维模型；应力场体积量化模块用于统计出高应力场、低应力场单元总体积；顶板支护密度确定模块确定出最优锚杆锚索间距和最优锚杆锚索排距；安全监测反馈模块用于对最优锚杆锚索间距和最优锚杆锚索排距进行修正。该方法及系统能科学合理地确定出巷道顶板支护密度，能为深部煤炭的开采提供可靠的安全保障。

本发明授权双阈值附加压应力场巷道顶板支护密度确定方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种双阈值附加压应力场巷道顶板支护密度确定方法，其特征在于，包括以下步骤； 步骤一：采集工程地质参数； 通过地质勘探与实验室测试配合的方式获取工程地质参数；工程地质参数包括：巷道跨度B，单位为m，巷道距地表的深度H，单位为m，煤层倾角α，单位为°，顶板各岩层厚度hi，单位为m，顶板各岩层容重γi，单位为kNm³，顶板各岩层弹性模量Ei，单位为GPa，锚固岩层坚固性系数fb，煤层内摩擦角φ，单位为°； 步骤二：确定临界应力的高低双阈值； S21：基于组合梁理论，根据公式1计算作用于直接顶的最大单位面积载荷，作为高载荷阈值σmax； 1； 式中，qn1为顶板第n层岩层对巷道顶板第1层的作用载荷，单位为kPa； S22：基于自然平衡拱理论，根据公式2计算潜在垮落块自重荷载，作为低载荷阈值σmin； 2； 式中，为顶板重力密度，单位为KNm3，hr为顶板不稳定岩层厚度，，ky为待锚岩层的稳定性系数，fn为锚固岩层的坚固性系数，hc为巷道围岩不稳定层对应的临界应力下的巷道煤帮破坏深度，单位为m，，Kc为巷道周边挤压应力集中系数，按巷道断面形状与宽高比确定，为巷道上方至地表间底层的平均容重，单位为KNm3，KB为表征采动影响程度的无因次参数，fy为煤层坚固性系数；hs为煤层厚度或巷道轮廓范围内煤夹层的厚度，单位为m； 步骤三：进行支护方案的建模； 在FLAC3D中建立巷道三维模型，锚杆锚索采用Cable单元模拟，锚杆锚索预紧力施加误差≤5%；岩体本构模型选用Mohr-Coulomb准则，根据工程地质参数确定力学参数； 步骤四：量化应力场体积； 提取出模拟结果中单根锚杆锚索载荷满足公式3的高应力场单元总体积VH，单位为m3；同时，提取出模拟结果中单根锚杆锚索载荷满足公式4的低应力场单元总体积VL，单位为m3； 3； 4； 步骤五：通过迭代优化确定顶板支护密度； S51：设定顶板初始支护方案；设定初始锚杆锚索间距S0和初始锚杆锚索排距R0； S52：设定顶板支护密度的优化迭代终止条件；基于钻孔岩芯RQD值计算出巷道顶板裂隙发育指数If；若巷道顶板裂隙发育指数If≥0.6，则以不满足公式5作为迭代终止条件，若巷道顶板裂隙发育指数If＜0.6，则以不满足公式6作为迭代终止条件； VLkLBhrS控≥1.05； 式中，S控为单根锚杆锚索的控顶面积，其计算方式为相邻锚杆锚索的间距与排距的乘积，为裂隙发育时的高载荷阈值调整系数； VHkHB2h≥1.06； 式中，为顶板完整时的低载荷阈值调整系数，为直接顶板的厚度，单位为m； S53：通过迭代优化的方式确定出顶板支护密度；在初始设定锚杆间距S0和初始设定锚杆锚索排距R0的基础上，以0.1m为步长逐步增大锚杆锚索间距Si和锚杆锚索排距Ri，在增大锚杆锚索间距Si和锚杆锚索排距Ri过程中，当巷道顶板裂隙发育指数If≥0.6，且出现不满足公式5的情况时，回溯至上一满足公式5的锚杆锚索间距Si和锚杆锚索排距Ri作为最小密度方案，当巷道顶板裂隙发育指数If＜0.6，且出现不满足公式6的情况时，回溯至上一满足公式5的锚杆锚索间距Si和锚杆锚索排距Ri作为最优密度方案；其中，Sopt为最优锚杆锚索间距，Ropt为最优锚杆锚索排距； 步骤六：根据确定的顶板支护密度进行施工； 依据最优密度方案在顶板上进行锚杆锚索的施工； 步骤七：工程安全验证； 对顶板最大位移进行监测，若0.002B，则满足工程安全需求，若≥0.002B，则不满足工程安全需求，同时，按Snew=0.9Sopt，Rnew=0.9Ropt进行支护密度的修正，直至0.002B，得到修正后的锚杆锚索间距Snew和修正后锚杆锚索排距Rnew

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