沖擊地壓巷道U型鋼支護(hù)受力特征及變形破壞研究.pdf

1、沖擊地壓是煤礦開(kāi)采中遇到的重大災(zāi)害之一，研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)沖擊地壓發(fā)生在巷道中。U型鋼支架被廣泛應(yīng)用于各大煤礦巷道支護(hù)中，U型鋼支護(hù)問(wèn)題一直是專家學(xué)者們研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。然而，針對(duì)沖擊地壓巷道中U型鋼支護(hù)的受力特征和變形破壞研究較少。本文擬用理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，通過(guò)理論分析對(duì)U型鋼支架進(jìn)行力學(xué)計(jì)算;通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和數(shù)值模擬對(duì)支架承載力特性和支架變形破壞情況進(jìn)行研究。
　　首先本文歸納了沖擊地壓巷道U型鋼支護(hù)變

2、形破壞類型，分為支架搭接段變形破壞、支架非搭接段變形破壞和綜合性破壞;簡(jiǎn)要分析了支架變形破壞原因，關(guān)鍵在支架與圍巖作用關(guān)系和支架搭接段卡纜。
　　簡(jiǎn)化了沖擊地壓巷道圓形U型鋼支架力學(xué)計(jì)算模型，推導(dǎo)出U型鋼支架滑動(dòng)判別式，從卡纜預(yù)緊、搭接段滑動(dòng)后和外載荷下三方面計(jì)算了U型鋼支架內(nèi)力，三者疊加得出了U型鋼支架總內(nèi)力。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和數(shù)值模擬，研究了U型鋼支架的受力特征和變形破壞情況。支架搭接段研究結(jié)果表明:U型鋼在滑動(dòng)過(guò)程

3、中，支架搭接段軸向承載力不平穩(wěn)，發(fā)生間歇性驟降;卡纜螺桿與U型鋼之間會(huì)發(fā)生突然錯(cuò)動(dòng)，搭接段的收縮性能不穩(wěn)定，螺母扭力越大，發(fā)生錯(cuò)動(dòng)越頻繁;模擬發(fā)現(xiàn)，U型鋼在滑動(dòng)過(guò)程中，卡纜螺桿發(fā)生偏斜，形成附加彎矩，造成螺桿局部應(yīng)力集中，超過(guò)極限強(qiáng)度發(fā)生斷裂，導(dǎo)致搭接段卡纜失效。U型鋼支架研究結(jié)果表明:U型鋼支架模型在沖擊載荷作用下，支架搭接段滑移現(xiàn)象嚴(yán)重，支架模型收縮較大，在搭接段附近出現(xiàn)斷裂破壞;模擬發(fā)現(xiàn)，U型鋼支架在局部受載時(shí)，U型鋼翼板易向兩側(cè)