深部开采梯形棚支护分析：合理约束与支撑力研究

"深部开采梯形棚支护棚腿底部合理约束的确定 (2010年)，吴德、义，王爱兰，杨蔡君，安徽建筑工业学院土木工程学院" 这篇2010年的学术论文主要探讨了在深部开采过程中，如何有效地设计梯形棚支护系统的棚腿底部约束，以充分利用围岩的自承载能力和支架的支撑作用。研究针对新集三矿的实际情况，进行了深入的分析和计算。 首先，论文分析了围岩表面的容许位移量，这是确保开采安全和巷道稳定性的重要参数。对于煤和泥岩的围岩，研究建议表面位移允许值为200mm，而对于泥质砂岩和砂质泥岩的围岩，这个值应限制在100mm。这些数值的设定考虑到了不同地质条件下的围岩力学特性，以防止过度变形导致巷道破坏。 其次，论文考察了支架的极限承载能力。以12#矿用工字钢为例，其水平极限承载力被确定为40kN/m，垂直极限承载力则为65kN。这些数据对于选择合适的支护材料和设计合理的支撑结构至关重要。 接下来，研究确定了棚腿底部的合理水平支撑抗力系数m和垂直抗力系数K1。水平支撑抗力系数被设定为2.0x105kN/m³，垂直抗力系数为1.8MPa/m。这两个系数是优化设计的关键，它们直接影响到棚腿对巷道侧向和纵向压力的抵抗能力。 此外，论文还提出了混凝土垫块的合理尺寸。根据计算，混凝土垫块的最佳尺寸为a=600mm，b=450mm，h1=200mm，同时提到了其他尺寸如t1=100mm，t2=100mm。这些尺寸设计旨在确保垫块能有效传递和分散支架与底板之间的接触压力，增强整体支护稳定性。 最后，这些理论分析和计算结果被成功应用到实际工程中，取得了良好的效果，证明了所提出的约束条件和设计方法的有效性。论文的关键词包括围岩表面容许位移、支架极限承载力、棚腿底部合理约束和垫块合理尺寸，这些都是深部开采支护设计中的核心概念和技术。 这篇论文为深部开采的巷道支护提供了重要的理论依据和实践指导，对于改善矿井的安全性和提高开采效率具有重要意义。