U型钢可缩性支架卡缆的力学计算及分析

目前,国内外正在大力发展各种U型钢可缩性支架。这种支架具有足够的工作阻力,以控制巷道围岩的变形破坏;又有一定的可缩性,以适应巷道围岩的变形。保证支架具有足够工作阻力和实现一定可缩量的关键部件就是支架搭接处的卡缆,它直接影响支架初撑力和工作阻力的高低;关系到型钢     

U型钢可缩性支架缩动特性研究

为了研究U型钢可缩性支架缩动让压特性,基于支架搭接部分的受力特征,采用理论分析和室内试验研究了U型钢可缩性支架的缩动条件和缩动规律,并对影响其缩动特性的因素进行了分析。研究结果表明:支护过程中U型钢间接触力从卡缆安装位置逐渐向两端减小,其缩动过程可分为三个阶段,分别为弹性压缩阶段、小滑移阶段和滑动阶段,小滑移阶段主要克服摩擦力作用,位移较小,而滑动阶段在较小轴力变化作用下U型钢产生较大位移;支架的抗缩动能力随着卡缆预紧力的增大而增强,但随着卡缆距施力端距离的增大而减弱。在现场应用中可以通过提高卡缆扭矩,增加受力端卡缆个数以及调整卡缆安装位置来改善支架的抗缩动能力,进而提高支架的支护强度。     

U型钢支护能力分析

为解决U型钢支架支护阻力低,支护效果不佳的问题,对U型钢在不同外载荷作用条件下承载能力的理论计算和卡缆预紧力的分析,发现工程应用中的预紧力比理论计算中不缩动而发生强度破坏时提供的预紧力低得多。在强度允许范围内,适当增大预紧力可以提高U型钢的支护能力,同时又能发挥U型钢缩动让压的优点。以阿舍勒铜矿软岩巷道支护为例,根据理论计算出的卡缆预紧力参考值,适当增加预紧力,改善了U型钢的支护能力,取得了良好的支护效果。     

U型钢可缩性支架的预应力分析

本文首先提出，对于U型钢可缩性支架，对卡缆施加预紧力在支架内将产生预应力（内力），并建立了卡缆预紧内力的计算方法；根据支架的缩动量建立了缩动引起的支架残余内力的计算方法。从而为充分利用U型钢可缩性支架的性能提供了理论依据，完善了可缩性金属支架的计算理论。     

“多铰可缩U型钢支架”工业性试验

平顶山七矿己组煤层顶板属松软岩层,水大、压力大,回采巷道矿工钢梯形支架损坏严重,巷道经常冒顶,严重影响采面正常回采。为了研究能适应软弱岩层的巷道变形量大、压力长期不能稳定、四周岩性受载不均等特性的支架,并要求该支架具有较大的支撑力,能在各个方向允许较大的变形量和偏载。平顶山矿务局与中国矿大合作研制多“多铰可缩25U型钢支架”(简称多铰支架)并在七矿己17—23070回采巷道中进行工业性试验。 “多铰支架”是中国矿大华安增教授设计的,采用定位铰保证支架的稳定性,用不同曲率半径的圆柱面搭接(如图1所示)。保证构件轴心受压,定位铰上有限位块,在纵向防止构件相对错动,在横向防止构件相对转角过大,铰接点采用合金钢板搭接,可保证强度,并克服铰接支架容易失稳的缺点。支架的可缩性是利用U型钢构件搭接部分通过卡缆作用使两个U型钢之间产生摩擦阻力而实现的,既有高初     

U型钢可缩性巷道支架实际承载能力的计算

本文根据U型钢可缩性巷道支架连接件的受力状况,从理论上计算了接头的工作阻力,同时研究了接头的滑移性并进行了支架实际承载能力的计算,为合理确定可缩性巷道支架的力学参数提供了理论依据。     

U型钢三心拱形可缩性扎角支架设计计算方法

介绍了设计的U型钢三心拱形可缩性扎角支架的一种新方法,其基本思路是把U型钢搭接弧按扇形几何关系计算,通过现场实际检验,此方法可行。     

U型钢三心拱形可缩胜扎角支架设计计算方法

介绍了设计的U型钢三心拱形可缩性扎角支架的一种新方法，其基本思路是把U型钢搭接弧按扇形几何关系计算，通过现场实际检验，此方法可行。     

U型钢可缩性支架滑动摩擦连接构件改进途径

Ｕ型钢可缩性支架的工作性能主要取决于型钢搭接处的连接构件。改进Ｕ型钢可缩支架连接构件的力学性能，是提高Ｕ钢可缩支架的承载能力和复用率的关键。本文介绍改进后的一种新型连接构件的结构、力学原理、试验和使用情况。     

U型钢可缩性支架壁后充填应力分散技术研究

在无法使用主动支护的高应力软岩巷道中,U型钢可缩性支架是一种有效和成熟的支护方式,但是围岩性质复杂时,U型钢可缩支架的承载与围岩的作用无法有机的结合起来,造成U型钢的支架局部应力集中,致使U型钢支架局部屈服而U型钢支架整体失稳,使用U型钢可缩支架壁后充填技术改善了与围岩的关系,阻止了局部应力集中,使U型钢均匀承载,较充分发挥U型钢的支护性能。文章通过阐述U型钢支架失稳机理解释了壁后充填技术的科学性,并介绍了在应用中的实际效果。     

型钢混凝土结构在破碎围岩洞室支护中的应用

以五轮山井田浅埋斜井为工程背景,分析了浅埋强风化洞室围岩变形机理,并将U型钢混凝土组合结构应用于浅埋强风化地下洞室支护设计中,提出了U型钢混凝土组合结构受弯承载力计算方法;同时考虑围岩荷载、卡缆预紧力和支架缩动等3个因素对U型钢可缩性支架内力的影响,对支架内力进行了计算。计算结果表明:U型钢混凝土组合结构可大大减小拱圈的厚度,有效增加地下洞室的净空间。     

新25U型钢截面设计及参数选择和计算

<正> 近年来,U型钢可缩性巷道支架在我国煤矿得到广泛应用,成为采准巷道支护的主要手段之一。目前,我国煤矿使用的U型钢规格有25U、29U、36U和少量的18U型钢。其中25U型钢的用量占总数的60％以上,每年约使用7万t。但是,由于现行25U型钢是我国在70年代仿苏联25U型钢设计的,其定位方式为腰定位,两型钢搭接后呈楔式结构。经过我国煤矿十年来的使用证明,其截面形状确实存在不少问题。如槽帮底部开裂,支架工作特性不稳定等,对煤矿生产和安全造成影响。新设计的25U型钢则使截面形状趋于合理化,试图解决所存在的问题。     

U型钢支架承载能力的计算和分析

目前,随着矿井开采深度的增加和施工中遇到不良岩层的增多,采用U型钢支架支护的巷道越来越多。为弄清U型钢支架承载能力及其影响因素,U型钢支架在受载情况下内部应力分布,对淮南新庄孜煤矿井下松软岩层使用的3种U型钢可缩性支架采用有限元方法,进行了力学计算分析。计算采用组合结构有限元通用程序,计算单元的划分如图1所示。整个计算过程由计算机来完成。然后根据计算出的支架上各节点处的弯矩和轴向力,分别算出支架型钢上缘和下缘各节点处的应力。公式如下     

U型钢可缩性支架的缩动分析

稳定缩动问题是充分发挥Ｕ型钢可缩性支架承载能力的关键。本文给出了Ｕ型钢可缩性支架的缩动条件，讨论了卡缆预紧力对支架抗缩动能力的影响以及支架在缩动过程中抗缩动能力的变化等问题。     

ZT—1型矿工钢双向可缩性梯形支架

金属可缩性支架是采区巷道支护的发展方向。目前国内外制作可缩性支架的材料主要采用U型钢,但我国U型钢生产量不能满足当前煤矿生产的需要,且价格比矿工钢高,发展U型钢可缩性支架受到了一定的限制。我国煤矿还大量使用着矿工钢刚性支架,与采区巷道围岩变形很不适应,急需改造;同时我国煤矿有着长期使用梯形支架的习惯和经验,梯形支架用于断面不太大的巷道支护有一定的优点,因此研究和发展矿工钢可缩性梯形支架具有积极     

不同地应力条件下U型钢支架受力变形分析及模拟研究

根据现有普通U型钢可缩性支架的特点,设计了封闭型U型钢可缩性支架。通过应力分析,对不同深度条件下U型钢局部变形量进行比较,得出大采深矿井U型钢支护时,应力主要集中在柱腿部分。通过普通U型钢可缩性支架和封闭型U型钢可缩性支架在不同深度地应力条件的数值模拟分析,得出封闭型U型钢可缩性支架的支撑效果明显优于普通U型钢可缩性支架,其性能明显优于普通U型钢可缩性支架。     

波兰煤矿U型钢可缩性巷道支架的选型原则——诺模图法

波兰采矿研究总院利用巷道支架立体试验台,对各种形式的U型钢可缩性和刚性支架进行了500多次试验,内容包括支架初撑力、工作阻力、最大承载能力、可缩量和各种因素对承载能力的影响。根据试验结果,通过理论计算及分析,绘制了用以确定U型钢可缩性巷道支架承载能力和选择支架型式的诺模图。目前,波兰煤矿已得到推广应用,并取得了良好的效果。     

耳楔式连接件

叙述用于U型钢可缩性支架接头耳楔式连接件的工作原理,力学性能和在煤矿的使用情况。     

U型钢可缩性支架壁后充填试验研究

基于在复杂性质围岩的巷道中,U型钢可缩支架的承载与围岩的作用无法有机的结合的这一情况,对U型钢支架失稳机理进行了阐述,并研究分析了壁后充填技术的科学性,表明使用U型钢可缩支架壁后充填技术,可有效改善支架与围岩的关系,使U型钢均匀承载,充分发挥U型钢的支护性能.工程应用效果表明,U型钢可缩支架壁后充填技术的实际效果较理想.     

巷道交岔点联合支护技术

U型钢支护巷道交岔点开口采用U型钢矩形棚与U型钢半圆拱形棚联合支护方法,有效解决了使用矿用工字钢及U型钢棚连锁抬棚时大断面开口抗压能力低、支架变形快、巷道维护难度大等问题,大大提高了三岔口支护强度,U型钢异型可缩性支架比较简单,承载能力大,可缩性较好,满足了通风、运输、行人需要,取得了良好效果。