非均匀应力下矿用工字钢支架支护研究

"非均匀型顶帮围岩巷道矿用工字钢支架支护是一项重要的煤矿安全技术，主要解决在非均匀应力作用下，煤巷围岩大变形对矿用工字钢支架造成的挑战。本文通过分类分析工字钢支架与巷道围岩间的非均匀支护情况，结合数值模拟和理论分析，深入探讨了两种类型下的工字钢支架在非均匀受力下的应力和位移变形特性。研究表明，当一侧梁不加载时，工字钢的变形和承受的应力显著增加，相较于局部不加载的情况。据此，文章提出了针对困难煤巷中工字钢支架的合理支护控制对策，以提高巷道稳定性。关键词涉及非均匀顶板、矿用工字钢、煤巷支护、数值模拟和巷道支护。" 在矿井巷道建设中，非均匀顶板是指巷道上方的岩石压力分布不均，这可能导致围岩产生大变形，对巷道稳定性和工字钢支架的性能构成威胁。工字钢作为常见的巷道支护材料，其结构由顶梁和侧梁组成，用于承受和传递巷道顶部和两侧的压力。在非均匀应力作用下，工字钢支架可能会出现过大的变形，影响其支撑效果。 本研究首先对工字钢支架与巷道围岩间的非均匀支护进行了分类，这是理解支架性能变化的基础。接着，通过数值模拟（如有限元分析）和理论分析相结合的方法，对两种典型非均匀受力情况下的工字钢支架进行了深入研究：一种是一侧梁不加载，另一种是局部不加载。结果表明，当仅有一侧梁承受荷载时，工字钢的变形量和承受的应力明显增大，这可能导致支架失效或巷道破坏。 基于这些发现，文章提出了针对困难煤巷中工字钢支架的合理支护策略，这些策略可能包括优化支架设计，增强支护材料的适应性，改进支护方式以更均匀地分散应力，以及实时监测巷道变形以及时调整支护方案。这些控制对策对于防止巷道失稳、保障矿工安全和提高矿井生产效率具有重要意义。 总结来说，非均匀型顶帮围岩巷道矿用工字钢支架支护的研究旨在解决实际工程中的关键问题，通过科学的方法分析和解决问题，为煤矿巷道的安全稳定提供了理论依据和技术支持。这项工作不仅对矿井工程实践有指导价值，也为后续的支护技术研发和理论研究奠定了基础。