检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭与化工 2025年第2期48卷 19-22,26页

作者：张帅史禄升王政喻山西大同大学建筑与测绘工程学院山西大同037001

为解决九龙矿深井大变形巷道支护问题,以九龙矿-850 m轨道下山坡底巷道为研究对象,系统研究了该区域的工程地质特点,分析了采用U36型钢支架支护条件下巷道围岩产生大变形的原因。在对比U36型钢支架与φ194 mm×8 mm钢管混凝土支架... 详细信息

为解决九龙矿深井大变形巷道支护问题,以九龙矿-850 m轨道下山坡底巷道为研究对象,系统研究了该区域的工程地质特点,分析了采用U36型钢支架支护条件下巷道围岩产生大变形的原因。在对比U36型钢支架与φ194 mm×8 mm钢管混凝土支架承载能力的基础上,提出了一种以钢管混凝土支架技术为核心的支护方案。采用FLAC3D数值模拟分析方法,初步校核了支护方案的可行性。模拟结果显示,顶板的最大变形量减小至80 mm,两帮的最大变形量降至165 mm。实际工程应用表明,采用钢管混凝土支架支护技术能够保持巷道的长期稳定性。

关键词：深井巷道钢管混凝土支架大变形巷道支护 U型钢支架

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钢管混凝土支架节点压弯承载性能数值模拟

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煤炭学报 2024年第S2期49卷 647-658页

作者：赵卫平何宇翔徐国正钟琳白笑中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中铁十六局集团路桥工程有限公司北京101500

针对深部巷道中钢管混凝土支架受偏压荷载作用,节点作为薄弱部位容易失效的问题,采用ABAQUS数值模拟软件分析了套管、法兰连接节点2种节点连接形式在压弯荷载作用下的受力承载性能。基于压弯荷载作用下的Mu-Nu曲线,分别分析了套管连接... 详细信息

针对深部巷道中钢管混凝土支架受偏压荷载作用,节点作为薄弱部位容易失效的问题,采用ABAQUS数值模拟软件分析了套管、法兰连接节点2种节点连接形式在压弯荷载作用下的受力承载性能。基于压弯荷载作用下的Mu-Nu曲线,分别分析了套管连接、法兰连接节点的参数影响规律,从而给出了支架中不同节点连接形式的参数设计建议,同时根据套管连接节点与法兰连接节点的优化参数,进行不同节点形式的承载性能对比分析。结果表明:①混凝土强度等级是节点压弯承载性能的重要影响因素,偏压系数越大,影响越不明显;随着偏压系数的变化,套管长度、套管壁厚、套管间隙、螺栓数量、法兰厚度对压弯承载性能的影响程度改变;②套管长度越长、套管壁厚越大、套管间隙越小,套管连接节点的压弯承载力越大;螺栓数量越多、法兰厚度越大,法兰连接节点压弯承载力越大,螺栓强度等级对压弯承载力的影响不明显;③在偏压工况下,套管连接节点相对于无节点构件承载性能明显降低,无法实现等强连接;法兰连接节点的荷载-位移曲线与无节点构件类似,偏压工况下承载力仅下降1.7%左右;④压弯荷载作用下的法兰连接节点的极限承载力与刚度都优于套管连接节点,是一种强节点连接形式。支架节点参数对支架承载性能影响显著,且影响程度随偏压系数的改变而变化。法兰连接节点具有良好的压弯承载性能,宜应用于支架节点。研究结果可为钢管混凝土支架节点设计提供建议,以期充分发挥支架支护性能。

关键词：钢管混凝土支架连接节点数值模拟压弯性能

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钢管混凝土支架作用下南关矿煤巷变形破坏规律

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矿业科学学报 2020年第2期5卷 160-168页

作者：孔祥松单仁亮肖禹航鲍甜甜原鸿鹄中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

以汾西矿区南关矿煤巷为原型,依托嵌套式相似模拟实验系统建立物理相似模型,研究煤巷在钢管混凝土支架支护下围岩应力、位移分布规律和变形破坏特征。应用FLAC3D 5.0建立钢管混凝土支架巷道模型,分别模拟埋深100~1000 m的情况,分析煤巷... 详细信息

以汾西矿区南关矿煤巷为原型,依托嵌套式相似模拟实验系统建立物理相似模型,研究煤巷在钢管混凝土支架支护下围岩应力、位移分布规律和变形破坏特征。应用FLAC3D 5.0建立钢管混凝土支架巷道模型,分别模拟埋深100~1000 m的情况,分析煤巷变形破坏规律及支架受力特点。研究结果表明:钢管混凝土支架能提高巷道的径向支撑压力,加载初期保持了巷道稳定,但随着荷载加大两帮收敛量大于顶底板移近量,帮部先出现裂隙并向顶底板发展,随后帮部和顶板相继失稳,可见帮部是支护的薄弱环节。在钢管混凝土支架作用下,巷道表面应力呈锯齿状分布,说明支架对围岩存在有效支护范围,支架之间是支护的薄弱部位;支架套管的轴力和弯矩均较大,容易发生破坏,导致支架的承载力丧失。可见,控制煤巷帮部和支架套管的变形破坏,提高其强度,是保证南关矿煤巷钢管混凝土支架支护稳定性的关键。

关键词：钢管混凝土支架煤巷围岩变形帮部模型实验

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深部巷道钢管混凝土支架承载性能研究进展

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中国矿业大学学报 2018年第6期47卷 1193-1211页

作者：刘德军左建平郭淞王军李英杰张堂亮中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 山东建筑大学土木工程学院山东济南250100

为掌握钢管混凝土支架承载性能的研究动态,从轴压构件、纯弯构件、偏压构件以及整体支架4个方面系统梳理了钢管混凝土支架承载性能室内试验、计算理论和数值研究的发展现状.在此基础上,详细分析了钢管混凝土支架的现场实践进展.最后,探... 详细信息

为掌握钢管混凝土支架承载性能的研究动态,从轴压构件、纯弯构件、偏压构件以及整体支架4个方面系统梳理了钢管混凝土支架承载性能室内试验、计算理论和数值研究的发展现状.在此基础上,详细分析了钢管混凝土支架的现场实践进展.最后,探讨了存在的不足及需要解决的若干关键技术问题.研究表明:支架承载性能研究较为系统,取得了较好的实践效果,初步形成了支架支护技术框架;通过在短柱承载力的基础上引入折减系数来计算支架整体承载力,但折减系数的取值依据不明确;除支架整体试验外,其他试验不能准确反映支架在巷道中的真实受力,后期应重点开展偏压承载试验;现有数值模拟方法不能有效揭示支架的破坏机制,套管接头以及材料间的界面模拟方法需要进一步研究;支架设计理论仍以实际经验为主,尚需考虑围岩、其他支护方式与支架之间的耦合作用机理,完善设计方法.

关键词：钢管混凝土支架承载性能设计方法现场应用研究进展

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抗弯强化型钢管混凝土支架支护技术研究

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采矿与安全工程学报 2020年第3期37卷 490-497页

作者：夏方迁王军中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 山东建筑大学土木工程学院山东济南250101

千米深井巷道支护中钢管混凝土支架的各种破坏形式中,拱结构的压弯破坏是主要破坏形式。为解决钢管混凝土支架压弯破坏问题,采用理论分析和室内试验研究抗弯强化的作用机理。理论分析证明,增加强化圆钢直径可有效提高钢管混凝土结构的... 详细信息

千米深井巷道支护中钢管混凝土支架的各种破坏形式中,拱结构的压弯破坏是主要破坏形式。为解决钢管混凝土支架压弯破坏问题,采用理论分析和室内试验研究抗弯强化的作用机理。理论分析证明,增加强化圆钢直径可有效提高钢管混凝土结构的抗压刚度和抗弯刚度。室内试验表明,抗弯强化措施使中性层向圆钢侧移动,增大压应力分布面积,充分发挥出约束混凝土抗压性能和高强圆钢抗拉性能,提高复合结构整体承载力。抗弯强化型钢管混凝土支架在现场的应用也证明了支架能够有效支撑来自围岩的载荷,支架整体变形量较小,巷道支护稳定。

关键词：千米深井巷道支护钢管混凝土支架抗弯强化

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大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

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煤炭学报 2013年第10期38卷 1742-1748页

作者：李学彬杨仁树高延法何晓生王超中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土... 详细信息

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。

关键词：大断面软岩斜井钢管混凝土支架巷道支护 FLAC-3D

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大断面极软岩巷道钢管混凝土支架复合支护技术

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采矿与安全工程学报 2017年第2期34卷 243-250页

作者：刘珂铭高延法张凤银临沂大学土木工程与建筑学院山东临沂276000 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为解决清水营矿+786 m水平临时水仓大断面软岩巷道变形严重难以控制的支护难题,现场考察了巷道变形破坏形态,取样测试了巷道围岩物理力学参数,分析了巷道变形破坏原因。研究得出:临时水仓巷道围岩属于典型的强膨胀型极软弱岩层,其变形... 详细信息

为解决清水营矿+786 m水平临时水仓大断面软岩巷道变形严重难以控制的支护难题,现场考察了巷道变形破坏形态,取样测试了巷道围岩物理力学参数,分析了巷道变形破坏原因。研究得出:临时水仓巷道围岩属于典型的强膨胀型极软弱岩层,其变形主要由黏土矿物的滑移与吸水膨胀引起。基于上述研究,提出了"锚网喷+立椭圆形钢管混凝土支架+钢纤维混凝土碹体+加固锚索"的封闭式复合支护方案,建立了基于钢管混凝土支架的软岩巷道承压环强化支护力学模型,计算得出承压环的极限支护阻力可达1.99 MPa。随后运用FLAC^(3D)软件对不同断面形状的复合支护效果进行了对比分析,验证了设计方案的合理性。最后,该复合支护技术在井下获得了成功应用,工程应用表明:巷道支护3年多来,围岩最终变形量小于100 mm,并且支护体力学性能良好,有效地控制了大断面软岩巷道的收敛变形。

关键词：大断面极软岩钢管混凝土支架承压环封闭式复合支护

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钢管混凝土支架在千米深井动压巷道中的应用

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煤炭科学技术 2015年第8期43卷 7-12页

作者：高延法刘珂铭何晓升谢浩高琨鹏陈冰慧张凤银中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为解决华丰矿煤矿-1 100 m水平大巷支护过程中出现的围岩变形量大、变形持续时间长的问题,采用现场地质调查、理论计算和现场监测相结合的方法,分析了围岩变形特征和巷道失稳破坏的原因,在此基础上,依据深井巷道承压环强化支护理论,提... 详细信息

为解决华丰矿煤矿-1 100 m水平大巷支护过程中出现的围岩变形量大、变形持续时间长的问题,采用现场地质调查、理论计算和现场监测相结合的方法,分析了围岩变形特征和巷道失稳破坏的原因,在此基础上,依据深井巷道承压环强化支护理论,提出了基于钢管混凝土支架的高强度复合支护形式:支架断面设计为弧墙半圆拱形,主体钢管选用194 mm×8 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助锚网喷支护和围岩加固注浆。研究结果表明:该支护体系能够给围岩提供0.93 MPa以上的支护反力,可有效抑制围岩向巷道空间内移动,支护稳定后,巷道围岩最终变形量小于150 mm,满足巷道变形要求;围岩结构的非对称性会导致围岩产生非对称变形,应结合支架承载力监测数据加强对变形关键部位的控制。

关键词：钢管混凝土支架深井巷道动压巷道承压环理论

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极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

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煤炭学报 2015年第9期40卷 2040-2048页

作者：何晓升刘珂铭张磊郭贺中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充... 详细信息

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。

关键词：极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计

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深部巷道钢管混凝土支架与锚杆-索耦合支护技术的理论分析与数值模拟研究

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Journal of Central South University 2023年第1期30卷 257-275页

作者：左建平刘海雁刘德军朱凡赵卫平张琪李结华 School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and Technology(Beijing)Beijing 100083China State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining(China University of Mining and Technology(Beijing)) Beijing 100083China

在深部巷道中使用的钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护技术经常失效,导致巷道失稳。其中,增加锚杆-索的长度是一种现场常用的返修方式,但比较浪费支护材料。本文提出通过改变锚杆-索的预紧力来改善钢管混凝土支架的受力状态。首先,总... 详细信息

在深部巷道中使用的钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护技术经常失效,导致巷道失稳。其中,增加锚杆-索的长度是一种现场常用的返修方式,但比较浪费支护材料。本文提出通过改变锚杆-索的预紧力来改善钢管混凝土支架的受力状态。首先,总结了钢管混凝土支架常见的破坏模式,并利用弹性中心法获得了钢管混凝土支架与锚索耦合支护情况下的钢管混凝土支架的内力;结果表明,施加锚索可以减小钢管混凝土支架的内力,保证其高承载力。然后,建立了钢管混凝土支架与锚杆-索在不同侧压力系数和不同耦合支护条件下的数值计算模型;进一步研究了不同侧压、不同支护方案以及在不同角度范围内增加锚杆-索预紧力下巷道围岩与支护体的应力和位移演化规律。结果表明,当锚杆和锚索预紧力分别为60和100 kN时,钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护效果可以达到最佳,且最佳锚杆-索预紧力增加角度范围为15°~45°。最终将钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护技术进行了现场应用,有效控制了深部巷道大变形,对深部巷道的支护方案设计具有一定的指导意义。

关键词：钢管混凝土支架锚杆-索耦合支护内力预紧力角度范围

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