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动压影响巷道U型钢支架-锚索协同支护机理及其承载规律 被引量：77
1
作者 王其洲 谢文兵 +2 位作者 荆升国 臧龙 张农 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期301-307,共7页
针对U型钢支架支护动压影响巷道强烈变形的支护难题,采用数值模拟方法,研究U型钢支架-锚索协同支护作用机理,提出了U型钢支架-锚索协同支护技术;在开展现场工业试验的同时,采用现场实测方法,监测动压影响由开始至结束过程中巷道围岩表... 针对U型钢支架支护动压影响巷道强烈变形的支护难题,采用数值模拟方法,研究U型钢支架-锚索协同支护作用机理,提出了U型钢支架-锚索协同支护技术;在开展现场工业试验的同时,采用现场实测方法,监测动压影响由开始至结束过程中巷道围岩表面位移量、U型钢支架和结构补偿锚索实际承受载荷情况。研究结果表明:采用U型钢支架-锚索协同支护后明显改善巷道围岩应力分布,增大巷道浅部围岩残余强度,同时通过锚索的锚固作用,优化了U型钢支架承载性能,增大U型钢支架的承载能力和抗变形能力,提高了U型钢支架的整体稳定性,实现U型钢支架整体承载;当围岩变形压力较大时,U型钢支架随着围岩变形,巷道两帮和肩窝是变形压力最大的位置,相应地锚索为U型钢支架上述部位提供较大的抵抗变形力,阻止支架内突变形,同时U型钢支架作为一个整体结构,支架被束缚在有限的变形空间,而其余的大变形通过支架搭接部位缩动释放,实现了U型钢支架高阻可缩的特性。 展开更多
关键词 动压影响 软岩巷道 u型钢支架 锚索 协同支护
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U型钢支架偏纵向受力及屈曲破坏分析 被引量：42
2
作者 刘建庄 张农 +1 位作者 郑西贵 王宝贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1647-1652,共6页
淮南某矿运输巷底抽巷29U支架破坏,主要表现为耳部的强力屈曲,机理分析需要引入偏纵向受力的三维机制。通过分析型钢支架几种典型破坏特征,提出了针对性防治措施,建立了偏纵向耳部受力模型,采用ANSYS数值模拟手段,研究了29U支架拱顶压... 淮南某矿运输巷底抽巷29U支架破坏,主要表现为耳部的强力屈曲,机理分析需要引入偏纵向受力的三维机制。通过分析型钢支架几种典型破坏特征,提出了针对性防治措施,建立了偏纵向耳部受力模型,采用ANSYS数值模拟手段,研究了29U支架拱顶压平型破坏、大范围扭曲破坏及局部屈曲破坏的力学机制、应力分布与加载量级,揭示了一定尺度岩块的强力作用是耳部屈曲破坏的主因,偏纵向受力则发挥着加速变形的关键作用。 展开更多
关键词 u型钢支架 偏纵向受力 屈曲破坏 ANSYS有限元
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锚杆(索)和U型钢支架支护失效形式与控制技术 被引量：29
3
作者 张农 阚甲广 杨森 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第6期41-47,共7页
随矿井开采深度不断延伸,高应力、强采动导致U型钢支架与锚杆(索)支护破坏失效的问题越来越严重。通过理论分析与现场调研,将U型钢支架破坏失效划分为面内结构性受载破坏、搭接部位撕裂折损、卡缆失效破坏、拉杆和背板失效破坏、轴力错... 随矿井开采深度不断延伸,高应力、强采动导致U型钢支架与锚杆(索)支护破坏失效的问题越来越严重。通过理论分析与现场调研,将U型钢支架破坏失效划分为面内结构性受载破坏、搭接部位撕裂折损、卡缆失效破坏、拉杆和背板失效破坏、轴力错断型折损、纵向扭曲折损、综合性破坏等7类,将锚杆(索)支护失效形式划分为粘结失效型、围岩失效型、杆体破断失效型、护表构件失效型等4类。在此基础上,提出架型优选、壁后充填、薄弱点锚杆(索)强化等3项技术控制U型钢支架破坏失效,提出锚杆杆体强化、护表构件性能提升、树脂锚固剂性能改造、围岩滞后注浆等4项技术控制锚杆(索)支护破坏失效。 展开更多
关键词 锚杆支护 u型钢支架 失效形式 控制技术
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U型钢支架-围岩应力耦合装置试验研究 被引量：9
4
作者 陈新年 王爱辉 张琨 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第12期4-7,共4页
针对u型钢支架在实际工程应用中存在被动支护、支护阻力滞后、结构受力不均等问题，研究了一种u型钢支架一围岩应力耦合装置，从其结构形式、作用机理和工作特性进行了试验分析。结果表明：该耦合装置能使围岩与支架结构二者形成共同的... 针对u型钢支架在实际工程应用中存在被动支护、支护阻力滞后、结构受力不均等问题，研究了一种u型钢支架一围岩应力耦合装置，从其结构形式、作用机理和工作特性进行了试验分析。结果表明：该耦合装置能使围岩与支架结构二者形成共同的力学承载体系，在为围岩提供20～50kN初撑力的同时，可实现围岩压力的均匀传递和让压减震作用，从而大幅度提高支架的承载能力和支护效果，可通过改变其结构刚度和尺寸设计不同支护要求的耦合装置。 展开更多
关键词 u型钢支架 耦合装置 初撑力 承载能力 让压减震
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深部软岩巷道U型钢支架承载能力增强技术 被引量：22
5
作者 张宏学 姚卫粉 王运臣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第5期39-42,46,共5页
为了解决深部软岩巷道支护中U型钢支架承载能力和稳定性不足的问题,采用力法原理,建立了U型钢支架的结构力学模型,得到了U型钢支架危险截面位置的解析解,并计算得出U型钢支架的危险截面位置与支架的截面面积、惯性矩、巷道的断面尺寸和... 为了解决深部软岩巷道支护中U型钢支架承载能力和稳定性不足的问题,采用力法原理,建立了U型钢支架的结构力学模型,得到了U型钢支架危险截面位置的解析解,并计算得出U型钢支架的危险截面位置与支架的截面面积、惯性矩、巷道的断面尺寸和侧压系数有关。最后提出利用锚杆和槽钢对U型钢支架危险截面位置进行锁腿支护技术,工程实践表明:U型钢支架采用锚杆和槽钢锁腿后,煤巷两帮最大移近量仅为125.62 mm,顶底板最大移近量为172.36 mm,确保了深部软岩巷道围岩的稳定性。 展开更多
关键词 深部软岩巷道 u型钢支架 危险截面 承载能力 侧压系数
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极松散煤层巷道U型钢支架的数值模拟与分析 被引量：17
6
作者 经来旺 姜清 +1 位作者 刘宁 吴赟杰 《煤矿开采》 北大核心 2012年第6期48-51,共4页
采用数值模拟方法,以极松散煤层巷道U型钢支架支护作为模型,简化出相关的力学模型,并利用基于有限元方法软件ABAQUS的强大非线性分析功能,分析了在不同围岩压力作用形式下U型钢支架的承载机理,结果显示U型钢支架在加入补偿结构下承载力... 采用数值模拟方法,以极松散煤层巷道U型钢支架支护作为模型,简化出相关的力学模型,并利用基于有限元方法软件ABAQUS的强大非线性分析功能,分析了在不同围岩压力作用形式下U型钢支架的承载机理,结果显示U型钢支架在加入补偿结构下承载力显著提高。以淮北某矿处于极松散煤层的8203机巷U型棚支护为工程背景进行了研究成果井下试验,由此得到相关结论,建立了针对该问题的基本分析流程和方法。 展开更多
关键词 极松散煤层 u型钢支架 ABAQuS软件 结构补偿
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软岩隧洞可缩性U型钢支架压缩量研究 被引量：1
7
作者 曹瑞琅 陈德平 +2 位作者 段庆伟 王玉杰 赵宇飞 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第5期49-52,74,共5页
以深埋软岩输水隧洞为工程背景,研究了钢支架压缩量的计算方法,提出软岩隧洞钢支架压缩量的控制标准。借助数值软件进行U型钢支架压缩量影响因素的定量分析,研究表明:(1)压缩量设计适当的可缩性U型钢支架既能满足深埋软岩隧洞支护"... 以深埋软岩输水隧洞为工程背景,研究了钢支架压缩量的计算方法,提出软岩隧洞钢支架压缩量的控制标准。借助数值软件进行U型钢支架压缩量影响因素的定量分析,研究表明:(1)压缩量设计适当的可缩性U型钢支架既能满足深埋软岩隧洞支护"高阻让压"的需要,以保持围岩稳定,又能合理释放掉部分原岩应力,改善衬砌的应力应变状态;(2)确定钢支架压缩量设计值,可根据隧洞支护结构受力状态和围岩塑性区半径划定范围后综合判定;(3)隧洞埋深和围岩类别不仅对U型钢支架压缩量的影响很大,还一定程度上影响钢支架缩动收敛时间,岩体类型和隧洞洞型对U型钢支架压缩量也有较明显的影响。 展开更多
关键词 软岩隧洞 u型钢支架 压缩量 围岩稳定
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矿用U型钢支架设计 被引量：11
8
作者 张峰 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2010年第10期16-17,共2页
随着矿井开采深度不断加大,高强度U型钢支架,尤其是特种全封闭架型需求量日益增大,但是大多数煤矿技术资料中没有相关设计方法和具体参数,文章结合生产实践讨论了相关问题。
关键词 u型钢支架 参数设计 开采深度
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U型钢支架壁后充填材料的试验研究及其应用 被引量：2
9
作者 姚直书 《中州煤炭》 北大核心 1995年第4期18-20,共3页
在大量试验基础上，得到了一种充填性能好、原材料成本低的新型壁后充填材料，并通过现场实际应用，证明了该充填材料施工工艺简单、充填效果显著。
关键词 u型钢支架 充填材料 试验 矿井支护
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U型钢支架新型壁后充填材料的试验及其应用 被引量：2
10
作者 姚直书 《陕西煤炭技术》 1995年第4期9-12,共4页
在大量试验的基础上，推荐一种U型钢支架壁后充填性能好、成本低的新型材料和工艺，并通过实际应用，进打检验。
关键词 u型钢支架 充填材料 充填方式 钢支架 壁后充填
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直墙半圆拱U型钢支架截面应力分布规律研究
11
作者 安百富 刘泽 《煤炭技术》 CAS 2018年第11期301-303,共3页
针对直墙半圆拱U型钢支架截面应力规律分布问题,通过直墙半圆拱U型钢支架所使用的金属材料进行拉伸实验,获取其材料属性参数,并基于实验参数,采用数值模拟分析了不同型号直墙半圆拱U型钢支架截面剪切应力、轴向正应力以及Mises应力,得... 针对直墙半圆拱U型钢支架截面应力规律分布问题,通过直墙半圆拱U型钢支架所使用的金属材料进行拉伸实验,获取其材料属性参数,并基于实验参数,采用数值模拟分析了不同型号直墙半圆拱U型钢支架截面剪切应力、轴向正应力以及Mises应力,得出结论:支架的切应力分布复杂,轴向正应力及Mises关于中性轴线性分布且远大于剪切应力,最大正应力和最大Mises应力基本相同,出现的位置相同,因此可以采用最大正应力代替最大Mises应力来校核支架的强度。 展开更多
关键词 直墙半圆拱u型钢支架 拉伸实验 数值计算 截面应力分布
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高应力软岩巷道U型钢支架的结构稳定性及应用分析 被引量：6
12
作者 王运臣 王波 张宏学 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第5期76-80,共5页
为了解决构造应力场中软岩巷道的支护问题,分析了软岩巷道的变形特点,考虑轴力对弯曲变形的影响,通过理论分析得到了U型钢支架危险截面位置的解析解。在此基础上,提出护帮控顶技术,对U型钢支架的危险截面进行加固。理论分析表明,U型钢... 为了解决构造应力场中软岩巷道的支护问题,分析了软岩巷道的变形特点,考虑轴力对弯曲变形的影响,通过理论分析得到了U型钢支架危险截面位置的解析解。在此基础上,提出护帮控顶技术,对U型钢支架的危险截面进行加固。理论分析表明,U型钢支架的危险截面位置取决于支架的截面面积、惯性矩、巷道的断面尺寸和侧压力系数。工程实践表明,采用护帮控顶技术对U型钢支架的危险截面进行加固,提高了U型钢支架的承载能力和稳定性,实现了支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,保证了巷道围岩的稳定性。 展开更多
关键词 构造应力 软岩巷道 u型钢支架 侧压力系数 护帮控顶技术
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不同围岩条件下U型钢支架关键加固位置的研究 被引量：5
13
作者 张宏学 王波 +1 位作者 姚卫粉 王运臣 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第5期6-9,共4页
基于普氏压力拱理论和力法原理,提出巷道支护中U型钢支架的力学模型,研究了U型钢支架的承载特性和加固技术,分析了U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角之间的关系。研究结果表明:U型钢支架横截面的弯矩主要与巷道围岩的垂直压力、水平... 基于普氏压力拱理论和力法原理,提出巷道支护中U型钢支架的力学模型,研究了U型钢支架的承载特性和加固技术,分析了U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角之间的关系。研究结果表明:U型钢支架横截面的弯矩主要与巷道围岩的垂直压力、水平压力、巷道断面尺寸、弹性模量、岩体重力密度、冒落拱底宽、岩石抗压强度和坚固性系数等因素有关;U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角、冒落拱底宽有关;U型钢支架拱梁关键加固位置介于65°~71°之间,随着岩石内摩擦角的增大,拱梁关键加固位置距拱顶变远;U型钢支架腿柱关键加固位置在0~1.01 m内,腿柱关键加固位置随着岩石内摩擦角的增大而逐渐下移。 展开更多
关键词 u型钢支架 岩石内摩擦角 围岩 加固位置 冒落拱
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可缩性U型钢支架承载性能足尺试验研究 被引量：3
14
作者 马明杰 杨新安 +3 位作者 谢文兵 郭晓阳 李路恒 周建 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期280-291,共12页
支架的工作阻力是评价可缩性U型钢支架优劣的重要指标,在工作过程中,支架所受载荷分布情况和搭接位置的卡缆连接件性能直接影响支架承载性能的发挥。通过设计室内足尺模型试验,对支架承载性能进行测试,揭示可缩性支架工作阻力变化规律,... 支架的工作阻力是评价可缩性U型钢支架优劣的重要指标,在工作过程中,支架所受载荷分布情况和搭接位置的卡缆连接件性能直接影响支架承载性能的发挥。通过设计室内足尺模型试验,对支架承载性能进行测试,揭示可缩性支架工作阻力变化规律,讨论载荷分布情况和卡缆类型对支架工作阻力的影响。研究结果表明:1)在相同载荷作用下,支架分别装配双槽夹板式卡缆(A型卡缆)与四螺栓双槽夹板式面卡缆(B型卡缆)时的拱腰收敛量相差较大,差值最大可达105.6 mm,而支架拱顶沉降量受卡缆类型的影响不大,差值小于等于6.16 mm;2)支架拱顶沉降量与侧顶压力比κ呈负相关,拱腰收敛量与κ呈正相关;3)在保证相同螺栓预紧力的前提下,装配双槽夹板式卡缆(A型卡缆)的支架始缩阻力和最大滑移阻力均比装配四螺栓双槽夹板式面卡缆(B型卡缆)时的高,而滑移次数的变化规律则恰好相反,说明前者对支架承载性能的提升作用大于后者的提升作用;4)在强侧压(κ=3)作用下,支架的始缩阻力和最大滑移阻力明显比强顶压(κ=1/3)作用下的大,且强侧压下装配A型和B型卡缆的支架最大滑移阻力相较于始缩阻力分别提高了30%和24%,强顶压下装配A型和B型卡缆的支架最大滑移阻力相较于始缩阻力分别降低了12%和22%,说明支架对于强侧压受力状态的适用性更好;5)在同等条件下,相较于对称载荷作用,支架在偏载作用下具有更低的始缩阻力和最大滑移阻力,表明偏载受力状态会影响支架工作性能的正常发挥。 展开更多
关键词 采矿工程 巷道支护 可缩性u型钢支架 承载性能 足尺试验
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地下倾斜巷道U型钢支架支护数值模拟
15
作者 包海玲 《安徽水利水电职业技术学院学报》 2015年第2期5-7,共3页
针对某工程巷道为地下倾斜及有软岩夹层的特点,用ANSYS有限元软件建立模型,分析U型钢支架支护机理。
关键词 u型钢支架 倾斜巷道 支护机理 数值模拟
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软岩巷道U型钢支架壁后充填层研究 被引量：1
16
作者 何尊敬 童宗圣 +1 位作者 沈亚平 章鹏 《西部探矿工程》 CAS 2007年第9期125-128,共4页
U型钢支架和围岩之间存在着空间,严重抑制着巷道支架支撑能力的发挥。根据围岩-充填体-支架的结构力学原理,研究了新的壁后充填材料的性能要求。结合典型U型钢巷道工程,完成了充填材料的各种力学性能试验。与普通填充材料相比,新型填充... U型钢支架和围岩之间存在着空间,严重抑制着巷道支架支撑能力的发挥。根据围岩-充填体-支架的结构力学原理,研究了新的壁后充填材料的性能要求。结合典型U型钢巷道工程,完成了充填材料的各种力学性能试验。与普通填充材料相比,新型填充材料的应力分布较均匀,有较好的让压能力。工程应用表明,该填充材料具有较高的推广应用价值。 展开更多
关键词 软岩巷道 u型钢支架 壁后充填层 让压能力
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深部岩巷U型钢支架屈曲变形失稳分析 被引量：8
17
作者 王纪尧 杨科 朱朋彬 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第1期98-101,106,共5页
根据朱集西煤矿11煤底板巷围岩工程地质条件和巷道变形破坏特征,结合U型钢多段支护特点,构建了U型钢支护支架—围岩承载力学模型,分析了深部软弱岩层条件下U型钢受力特征。通过支架承载能力的计算与校核,获得该条件下U型钢支架弯矩、剪... 根据朱集西煤矿11煤底板巷围岩工程地质条件和巷道变形破坏特征,结合U型钢多段支护特点,构建了U型钢支护支架—围岩承载力学模型,分析了深部软弱岩层条件下U型钢受力特征。通过支架承载能力的计算与校核,获得该条件下U型钢支架弯矩、剪力、轴力的分布特征,确定了应力集中分布的位置,对U型钢支架屈曲变形进行分析。提出了U型钢支护薄弱环节的加强支护方案,即在棚腿中部、肩窝和拱顶梁中部3个关键部位进行锚杆索配纵向钢带梁的支护方法,提高了支架—围岩的整体承载性能,使返修巷道的支护取得了良好的效果。 展开更多
关键词 深部开采 巷道支护 u型钢支架 失稳 地应力 力学模型
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U型钢支架与金属网喷浆联合支护技术 被引量：2
18
作者 毕海涛 陈永胜 +1 位作者 王庆武 张军亮 《中州煤炭》 2009年第4期59-60,共2页
随着采煤工作面生产能力的提高，普通带式输送机的运输能力、检修能力已不能满足生产能力要求。红岭公司在15采区中下段集中带式输送机头段改扩建施工中，将原来常用的碹体支护改为U型钢支架与金属网喷浆联合支护，确定了施工工艺、支... 随着采煤工作面生产能力的提高，普通带式输送机的运输能力、检修能力已不能满足生产能力要求。红岭公司在15采区中下段集中带式输送机头段改扩建施工中，将原来常用的碹体支护改为U型钢支架与金属网喷浆联合支护，确定了施工工艺、支护方式和支护参数，取得了良好的支护效果。 展开更多
关键词 带式输送机 机头段 u型钢支架 金属网喷浆 联合支护 支护方式
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直墙半圆拱U型钢支架最大轴向应力影响因素分析 被引量：2
19
作者 岳阳 邰阳 权凯 《煤炭技术》 北大核心 2017年第12期84-87,共4页
针对直墙半圆拱U型钢支架校核准则问题,提出直墙半圆拱U型钢支架的最大轴向应力强度标准,并基于理论计算给出了直墙半圆拱U型钢支架的最大轴向应力计算公式。在此基础上分析了棚腿高度、拱顶半径、载荷集度和应力集中系数4个因素对不同... 针对直墙半圆拱U型钢支架校核准则问题,提出直墙半圆拱U型钢支架的最大轴向应力强度标准,并基于理论计算给出了直墙半圆拱U型钢支架的最大轴向应力计算公式。在此基础上分析了棚腿高度、拱顶半径、载荷集度和应力集中系数4个因素对不同断面型号的直墙半圆拱型支架的最大轴向应力影响规律。 展开更多
关键词 直墙半圆拱型u型钢支架 力学模型 最大轴向应力
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U型钢支架抬棚的应用 被引量：3
20
作者 余传习 《煤炭工程》 北大核心 2005年第10期32-33,共2页
在采准巷道交岔点使用木抬棚,其使用寿命短、维修工程量大,可造成大量人力、物力的浪费。论文介绍了潘东公司在地质构造及矿山压力显现较明显的情况下,U型钢直墙半圆拱支架抬棚在采准巷道交岔点的应用,并取得了显著的成效。
关键词 矿压 u型钢支架抬棚 支护
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