巷道格柵可縮性支架支護(hù)理論及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著煤炭產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，煤炭開采越來越向深處發(fā)展，巷道支護(hù)斷面愈來愈大。人們?cè)谶M(jìn)行巷道支護(hù)的探索過程中遇到了越來越多的問題。在復(fù)雜的圍巖壓力環(huán)境中，傳統(tǒng)的支護(hù)方式逐漸表現(xiàn)出其軟弱性。地質(zhì)應(yīng)力環(huán)境中的高垂直應(yīng)力和高構(gòu)造應(yīng)力同樣讓支護(hù)工作變的棘手。甚至在建筑上常用的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)也被移植到了巷道支護(hù)體系中，然而這些支護(hù)手段的效果大都差強(qiáng)人意?；诖吮疚奶岢鼍哂锌臻g桁架結(jié)構(gòu)性能的格柵可縮性支架，其結(jié)構(gòu)本身具有良好的截面特征和力學(xué)性質(zhì)，在室內(nèi)試驗(yàn)和

2、類似工程的應(yīng)用中取得了比較不錯(cuò)的效果。
　　本文首先分析已有的可縮性支架的優(yōu)缺點(diǎn)，圍繞格柵可縮性支架的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的問題，利用理論分析、實(shí)驗(yàn)室相似模擬和數(shù)值模擬等手段，對(duì)格柵可縮性支架的受力特征及隨著荷載變化的縮動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)格柵可縮性支架力學(xué)性能的研究并得到了相互驗(yàn)證。理論分析階段利用卡斯特納分析方法對(duì)巷道圍巖的極限平衡區(qū)內(nèi)的圍巖壓力進(jìn)行了計(jì)算。數(shù)值模擬階段在有限元軟件ANSYS環(huán)境下對(duì)支架腹桿和弦桿的角度優(yōu)化上做出了比

3、較理想的結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用通用結(jié)構(gòu)有限元設(shè)計(jì)軟件SAP2000實(shí)現(xiàn)了對(duì)支架變形量、關(guān)鍵截面內(nèi)力的計(jì)算，尤其是在對(duì)格柵可縮性支架整體穩(wěn)定性分析中，得出了在不同屈曲因子下的屈曲模式。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段，在實(shí)驗(yàn)研究，通過控制加載方式實(shí)現(xiàn)了格柵可縮性支架在不同荷載條件下的縮動(dòng)變形。從一定程度上驗(yàn)證了數(shù)值模擬的有效性，在對(duì)連接件驗(yàn)中驗(yàn)證了卡纜對(duì)支架的增阻性能。山東科技大學(xué)泰安校區(qū)的實(shí)驗(yàn)礦井內(nèi)對(duì)格柵可縮性支架進(jìn)行了
　　最后，本文結(jié)合具體工程