巷道格柵可縮性支架支護理論及應用研究.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，巷道支護斷面愈來愈大。人們在進行巷道支護的探索過程中遇到了越來越多的問題。在復雜的圍巖壓力環(huán)境中，傳統(tǒng)的支護方式逐漸表現(xiàn)出其軟弱性。地質(zhì)應力環(huán)境中的高垂直應力和高構(gòu)造應力同樣讓支護工作變的棘手。甚至在建筑上常用的高強度結(jié)構(gòu)也被移植到了巷道支護體系中，然而這些支護手段的效果大都差強人意?；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性質(zhì)，在室內(nèi)試驗和

2、類似工程的應用中取得了比較不錯的效果。
　　本文首先分析已有的可縮性支架的優(yōu)缺點，圍繞格柵可縮性支架的強度、剛度、穩(wěn)定性的問題，利用理論分析、實驗室相似模擬和數(shù)值模擬等手段，對格柵可縮性支架的受力特征及隨著荷載變化的縮動特性，實現(xiàn)了對格柵可縮性支架力學性能的研究并得到了相互驗證。理論分析階段利用卡斯特納分析方法對巷道圍巖的極限平衡區(qū)內(nèi)的圍巖壓力進行了計算。數(shù)值模擬階段在有限元軟件ANSYS環(huán)境下對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，并在此基礎上運用通用結(jié)構(gòu)有限元設計軟件SAP2000實現(xiàn)了對支架變形量、關鍵截面內(nèi)力的計算，尤其是在對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。實驗室試驗階段，在實驗研究，通過控制加載方式實現(xiàn)了格柵可縮性支架在不同荷載條件下的縮動變形。從一定程度上驗證了數(shù)值模擬的有效性，在對連接件驗中驗證了卡纜對支架的增阻性能。山東科技大學泰安校區(qū)的實驗礦井內(nèi)對格柵可縮性支架進行了
　　最后，本文結(jié)合具體工程