“U”型钢支架搭接处力学性能

为研究"U"型钢支架搭接处力学性能,通过室内实验和ABAQUS/EXPLICIT有限元软件模拟研究29"U"型钢支架搭接处卡缆在不同预紧情况下,支架的初始工作阻力及其轴向承载能力变化规律及特征;同时研究搭接处的受力、变形和缩动特性.研究结果表明:当螺母的预紧扭力增大时,支架的初始工作阻力、相对平稳期轴向承载能力和解除预紧的扭力都增大;"U"型钢支架搭接处轴向承载力不稳定,发生间歇性骤降,卡缆螺杆发生突然错动,支架的收缩性能不稳定;卡缆螺杆发生严重偏斜,造成螺杆超过抗拉强度发生断裂,导致搭接处卡缆失去作用,影响整个支架的完整性、稳定性和承载能力,影响煤矿安全生产.这对改善"U"型钢支架搭接处的搭接形式和接触方式具有一定的指导意义.

“U”型钢支架-围岩接触关系及棚-索协同支护技术

针对"U"型钢支架承载能力因支架-围岩接触关系差而难以充分发挥作用的问题,通过建立不同支架-围岩接触关系模型,采用FLAC2d数值模拟软件分析了不同支架-围岩接触关系对支架变形特征、支架内力及围岩自承能力的影响,结果表明:支架-围岩接触关系将决定支架的受力状况,进而影响支架的变形特征及支架与围岩承载能力的发挥.提出了棚-索协同支护技术实现了支架整体承载能力的充分发挥,并在淮北某煤矿82联巷应用了该支护技术,巷道稳定后两帮位移量稳定在58 mm左右,顶底板位移量稳定在35 mm左右,有效控制了巷道围岩变形.

深部巷道“U”型钢支护典型特征及优化依据

为提高巷道"U"型钢支护的整体性效果,及研究在偏载下支架的内力分布规律和稳定性以利于优化支架分布.基于林南仓矿工程背景,采用数值分析方法,对支架的轴力、剪力、弯矩和位移沿巷道掘进方向的分布规律进行数值模拟.研究结果表明:轴力在支架腿处最大,顶处最小,剪力和弯矩在顶处、腿处和拱部部分区域较大;沿巷道方向,轴力整体比较平稳,在每个开挖步内有所差距,支架剪力和弯矩在总开挖巷道内逐渐减小;当偏压0.9 MPa时对围岩和支架的影响较大,围岩出现较大的塑性范围.支架内力在第一个开挖步内出现一个数量级的变化,应加强支架分布集度.

煤层跨采下地质雷达现场探测技术及巷道变形监测研究

针对北辛窑煤业深部煤层存在下伏大巷变形与破坏的问题,在雷达测定巷道松动圈的基础上,提出了“U”型钢支护方案,并对其进行了二次强化支护,确定了各种支护参数;监测跨采条件下大巷的变形与位移情况,记录跨采开采过程中巷道支护力的动态变化。试验结果显示。在跨采作用下,巷道底板发生了明显向上抬升,最大抬升幅度达287.4 mm。经“U”型钢二次支护后,跨采期间煤层下伏大巷没有出现变形破坏。