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文檔簡介
1、近百年尤其是改革開放以來,隨著我國煤炭工業(yè)的蓬勃發(fā)展,對接近地表的淺煤層的開采基本已經(jīng)接近尾聲,隨著經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,各行各業(yè)對煤炭的需求不斷增加,2012年我國煤炭產(chǎn)量達(dá)到36.3億噸,是2000年的2.8倍,隨著煤炭開采強度的不斷增加,開采深度不斷增加,開采深度的增加必然造成煤礦災(zāi)害頻發(fā),如地壓災(zāi)害、水害、瓦斯突出災(zāi)害等,目前我國有近20對礦井已經(jīng)進入千米以下開采。
在深部資源開采中,井巷支護時存在深部軟巖、節(jié)理發(fā)育、圍巖破
2、碎及支護難度增大的問題。此種情況下,原有傳統(tǒng)的錨網(wǎng)支護、砌喧支護、棚式支護已經(jīng)本能滿足深部巷道支護需求,需要對傳統(tǒng)的巷道支護方法進行改進和升級。本文以平煤十礦深部巷道支護為研究背景,該礦因地壓大,圍巖破碎,并且動力顯現(xiàn)明顯,巷道支護難度極大。針對目前礦井應(yīng)用的U型鋼支架(U36)和現(xiàn)試用的鋼管混凝土支架,采用ANSYS數(shù)值模擬軟件,對兩種支架進行了受力分析,以尋求一種合理的巷道支護方式。
U型鋼可縮性支架具備較大的支護阻力和較
3、好的變形能力,被廣泛應(yīng)用于軟巖和有沖擊傾向性的巷道支護,并取得了良好的支護效果,但是在不同的圍巖條件和受力條件下其受力變形特點是不同的。本文針對平煤十礦具體地質(zhì)采礦條件,對其現(xiàn)有使用的U型鋼支架進行了受力分析,并在此基礎(chǔ)上進行ANSYS有限元數(shù)值模擬。在模擬中對U型鋼的受力截面進行簡化,認(rèn)為載荷是均勻分布的,分別對不封閉形和封閉形U型鋼支架進行了數(shù)值模擬。
鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu),因具有強度大鋼材省等特點,己在土木
4、工程中得到了廣泛的應(yīng)用,我國從20世紀(jì)60年代開始研究使用鋼管混凝土結(jié)構(gòu),最近十年左右才開始有學(xué)者考慮在煤礦井巷中使用鋼管混凝土支架。本文對鋼管混凝土支架進行受力分析,并在此基礎(chǔ)上進行了ANSYS有限元數(shù)值模擬。本文還對U型鋼支架和圓形鋼管混凝土支架的受力變形情況了對比分析,從而尋求更好的支護形式。為尋求更好的支護方式,平煤集團十礦正在最深水平進行U型鋼支架(U36)和鋼管混凝土支架的應(yīng)用試驗。本文對兩條試驗巷道做了支護方式的設(shè)計與支護
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