1.一种岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：Step1，基于工作面附近钻孔得到工作面上覆岩层基本力学参数；

Step2，基于松散层拱形成条件，根据松散层拱矢跨比及松散层拱跨度与工作面采宽的关系，判定工作面上方是否形成松散层拱；

Step3，根据关键层理论，基于刚度和强度准则，通过关键层判别软件，得到工作面上覆岩层中关键层位置及厚度基本信息；

Step4，根据岩层破断线、原岩应力线以及各岩层顶界面和底界面所有直线得到上覆岩层承载结构特征和尺寸；

Step5，建立岩层结构载荷传递作用下采动应力力学模型，分析工作面开采时煤岩层采动应力组成部分，得到煤岩层采动应力解析表达式。

2.根据权利要求1所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，在步骤Step1中，工作面上覆岩层基本力学参数包括：关键层的厚度、关键层的抗拉强度、关键层底界面距煤层顶界面间的距离、煤层的厚度和埋深、基岩中各个岩层厚度、破断角及岩性；

在步骤Step2中，判定工作面上方是否形成松散层拱，包括：在煤炭开采区域地表或井下施工地面钻孔取芯保存，并绘制钻孔综合柱状图，根据钻孔综合柱状图，确定煤炭开采区域开采煤层的厚度、埋深、基岩中各岩层厚度及岩性；利用钻孔测井分析仪，在工作面巷道顶板上方打钻孔，通过窥视结果中钻孔深度，绘制窥视钻孔破断演化图，得出岩层破断角；

通过松散层拱矢跨比特征及松散层拱跨度与工作面采宽的关系得到松散层拱形成条件，当松散层拱拱高与厚度和小于松散层厚度时，形成松散层拱，反之则不能形成。

3.根据权利要求1所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，步骤Step3中，通过关键层判别软件，得到工作面上覆岩层中关键层位置及厚度基本信息，包括：通过对岩层取芯，对获得的试样进行单轴压缩、单轴抗拉和三轴压缩实验确定力学参数，得到各岩层的抗拉强度，利用关键层判别方法，基于基岩力学参数，在钻孔综合柱状图进行关键层的判别，得到关键层的位置和关键层底界面与煤层顶界面间的距离；

所述关键层判别方法包括：设采场上覆岩层中有 层岩层， 、 为第和 层岩层对第1层岩层的载荷； 为第 和 层岩层的破断距，根据判别关键层的刚度准则、强度准则，若 ，则该关键层为主关键层；若 ，则该关键层为亚关键层；

在步骤Step4中，得到上覆岩层承载结构特征和尺寸，包括：通过工作面采空区边缘位置以及岩层破断角确定岩层破断线，根据松散层拱跨度的边缘位置确定原岩应力线，由各岩层埋深确定各岩层顶界面以及底界面所在直线，四条直线组成封闭图形，得到上覆岩层承载结构形态特征和尺寸。

4.根据权利要求1所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，在步骤Step5中，得到煤岩层采动应力解析表达式，包括：以采空区中轴线与煤层顶界面交点为原点建立直角坐标系，煤层顶界面为 轴，采空区中轴线为 轴；建立岩层结构载荷传递作用下采动应力计算模型；得到分别为松散层拱拱基 段、主关键层 段、亚关键层 段、煤层 段采动应力表示：

；

；

；

（1）

式中，为松散层跨度， 为松散层底界面与岩层破断线的交点到峰值应力位置距离，为松散层拱拱厚，为岩层破断角， 均为待定系数， 分别为松散层与主关键层之间软岩厚度、主关键层厚度、主关键层与亚关键层之间软岩厚度、亚关键层厚度、亚关键层与煤层之间软岩厚度，分别为示松散层拱拱基段采动应力、松散层拱拱基 段采动应力、主关键层 段采动应力、主关键层 段采动应力、亚关键层 段采动应力、亚关键层 段采动应力、煤层 段采动应力、煤层 段采动应力，其中 分别为松散层拱拱基所在直线、主关键层顶界面所在直线、亚关键层顶界面所在直线、煤层顶界面所在直线与峰值应力线的交点，为该位置到岩层破断线的距离，为数学常数，即自然对数函数的底数， 为分别为松散层拱拱基、主关键层、亚关键层、煤层原岩应力。

5.根据权利要求4所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，所述建立岩层结构载荷传递作用下采动应力计算模型，包括：根据松散层拱轴线方程得到松散层拱内包络线 与 的关系为：（2）

式中， 为松散层内包络线纵坐标与横坐标之间的函数关系表达式， 为侧压系数，为松散层拱拱高；

松散层拱拱基处采动应力由松散层拱上覆松散层和松散层拱自重传递而来，松散层拱基FG段受到的传递应力为松散层和松散层拱自重的一半，即松散层 自重与松散层拱内岩层 自重之差，得到公式（3）；

（3）

式中， 为松散层载荷传递系数， 为松散层拱上覆松散层厚度， 为松散层容重。

6.根据权利要求4所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，所述建立岩层结构载荷传递作用下采动应力计算模型还包括：松散层拱载荷传递作用下主关键层采动应力由上覆岩层传递应力 、松散层拱传递应力 、上覆岩层自重应力 三部分组成；上覆岩层传递应力 为松散层内拱 与 部分自重和的一半，松散层拱传递应力 为松散层拱FG段应力，上覆岩层自重应力 为 部分自重，得到公式（4）：（4）

式中， 为松散层拱‑主关键层载荷传递系数； 为主关键层及其与松散层之间软岩的平均容重；

根据主关键层IJ段采动应力等量关系式，得到公式（5）；

（5）

松散层拱FG段及主关键层IJ段采动应力分布边界条件及连续性条件从左往右依次列出，得到公式（6）：（6）

联立公式（2）‑公式（6）解得公式（1）中待定系数 ，得到松散层拱拱基FG段、主关键层IJ段采动应力解析表达式。

7.根据权利要求4所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，所述建立岩层结构载荷传递作用下采动应力计算模型还包括：主关键层载荷作用下亚关键层采动应力由上覆岩层传递应力 、主关键层传递应力 、上覆岩层自重应力 三部分组成；上覆岩层传递应力 为上覆岩层部分自重的一半；主关键层传递应力 为主关键层IJ段应力，上覆岩层自重应力为 部分自重，得到公式（7）：（7）

式中， 为主关键层‑亚关键层载荷传递系数， 为亚关键层及其与主关键层之间软岩的平均容重；

根据亚关键层PQ段采动应力等量关系式，得到公式（8）；

（8）

亚关键层PQ段采动应力边界条件及连续性条件从左往右依次列出，得到公式（9）：（9）

联立公式（7）‑公式（9），解得公式（1）中待定系数 ，得到亚关键层IJ段采动应力解析表达式。

8.根据权利要求4所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，所述建立岩层结构载荷传递作用下采动应力计算模型还包括：亚关键层载荷作用下工作面前方煤层采动应力由上覆岩层传递应力 、亚关键层传递应力 、上覆岩层自重应力 三部分组成；上覆岩层传递应力为 部分自重的一半；亚关键层传递应力 为亚关键层PQ段应力，上覆岩层自重应力 为部分自重，得到公式（10）：（10）

式中， 为亚关键层‑煤层载荷传递系数， 为煤层与亚关键层之间软岩的容重；

根据煤层UV段采动应力等量关系式，得到公式（11）：（11）

煤层UV段采动应力边界条件及连续性条件从左往右依次列出，得到公式（12）；

（12）

联立公式（10）‑公式（12），解得公式（1）中待定系数 ，得到煤层UV段采动应力解析表达式。

9.根据权利要求4所述的岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，其特征在于，所述建立岩层结构载荷传递作用下采动应力计算模型还包括：根据载荷三带模型，当采宽小于设定值时，工作面上方无松散层拱，亚关键层初次破断时，根据工作面煤壁采动应力，得到公式（13）；

（13）

式中， 均为待定系数；

煤层采动应力由上覆岩层传递应力 、上覆岩层自重应力 组成；上覆岩层传递应力由岩层破断线以内岩层自重应力传递而来，该部分岩层一半自重通过下方岩层传递至采空区，因此煤层UV段受到的传递应力为 部分自重的一半，上覆岩层自重应力由岩层破断线以外上覆岩层自重应力传递而来，煤层所受传递应力 为部分自重，得到公式（14）：

（14）

表示煤层上方所有岩层的平均容重；

根据煤层UV段采动应力等量关系式，得到公式（15）：（15）

煤层UV段采动应力边界条件及连续性条件从左往右依次列出，得到公式（16）：（16）

式中， 为工作面上方未形成松散层拱时，煤层采空区边界到峰值应力线位置该部分的采动应力， 为工作面上方未形成松散层拱时，峰值应力线位置到原岩应力线位置该部分的采动应力；

通过公式（14）‑公式（16）联立，解得公式（13）中待定系数 ，得到煤层UV段采动应力解析表达式。

10.一种岩层结构载荷传递作用下采动应力计算系统，其特征在于，该系统实施如权利要求1‑9任意一项所述岩层结构载荷传递作用下采动应力计算方法，该系统包括：力学参数得到模块，基于工作面附近钻孔得到工作面上覆岩层基本力学参数；

松散层拱形成模块，基于松散层拱形成条件，根据松散层拱矢跨比及松散层拱跨度与工作面采宽的关系，判定工作面上方是否形成松散层拱；

关键层位置及厚度得到模块，根据关键层理论，基于刚度和强度准则，通过关键层判别软件，得到工作面上覆岩层中关键层位置及厚度基本信息；

上覆岩层承载结构特征和尺寸得到模块，根据岩层破断线、原岩应力线以及各岩层顶界面和底界面所有直线得到上覆岩层承载结构特征和尺寸；

煤岩层采动应力解析表达式获得模块，用于建立岩层结构载荷传递作用下采动应力力学模型，分析工作面开采时煤岩层采动应力组成部分，得到煤岩层采动应力解析表达式。