松散破碎圍巖巷道梯形金屬支架支護技術(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著煤礦開采深度的不斷增加，巷道支護技術(shù)的難度也不斷提升。一些巷道圍巖由于受到高地壓的作用，變得松軟破碎，不能較好的承載礦山壓力，導致巷道變形不斷加大。對于一些地壓較小的巷道，目前的支護技術(shù)能夠有效的滿足其安全及正常使用需求，但當遇到較大地壓時，原有的支護方法難以保證預期的支護效果，必須對巷道進行補強修復或結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
　　文章簡單介紹了關(guān)于礦山巖石力學的一些相關(guān)理論，從巖石的破壞條件到巷道開挖后圍巖應力的重分布再到松動圈的產(chǎn)生，概

2、括了巷道從開挖到支護背后所蘊涵的力學機理。分析了軟巖巷道變形規(guī)律和控制機理，對于易破碎的軟巖巷道的變形控制要從抑制圍巖松動圈的發(fā)展著手，依靠巖石的自穩(wěn)定再輔以一些外界的支護，通過主動支護與被動支護相結(jié)合的思想，設(shè)計最佳的支護形式。
　　本文依據(jù)楊莊煤礦IV520風巷支護設(shè)計為研究背景，研究了梯形巷道在高地應力下應力分布和變形的特點，分析表明頂板和兩幫中心部位受力變形最大，巷道周圍出現(xiàn)應力集中，以四個拐角最為明顯;研究了不同梯形巷道

3、斷面對圍巖應力二次分布的影響，頂板寬度的增加相當于增加了頂梁寬度，使得兩幫的應力向頂板轉(zhuǎn)移，兩幫變形不斷減小，頂板變形不斷加大;給出了更加符合實際的梯形棚架的受力模型，在棚梁與棚腿之間采用搭接的情況下，梁與腿之間考慮為鉸接，棚腿與地面考慮為固定鉸支座更符合工程實際。通過計算梯形支架的應力情況，得到了梯形支架最佳結(jié)構(gòu)的公式，最佳結(jié)構(gòu)與高寬比關(guān)系密切而與荷載的具體大小沒有直接關(guān)系;對比分析優(yōu)化之后的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化前結(jié)構(gòu)應力分布特點設(shè)計的短錨輕架