内撑式U型钢支架提升深部巷道支护稳定性

内撑式可缩性U型钢支架在巷道支护中是一种创新的解决方案，针对软岩巷道中传统U型钢支架可能面临的失稳和破坏问题。该支架的设计基于力法原理，通过对既有可缩性U型钢支架的改进，特别是增加内撑杆和优化直腿部分的结构，实现了更高的初撑力和更好的可缩性性能。 在软岩巷道中，由于围岩条件复杂，U型钢支架容易受到侧向压力过大和弯矩过载的影响。传统的U型钢支架可能会发生局部屈曲破坏，导致拱梁中间截面承受超出极限的弯矩，支架腿部可能出现跪腿现象，严重影响支架的稳定性。此外，频繁的返修加固或更换支架也带来了额外的经济负担。 内撑式可缩性U型钢支架通过刚性连接形成一次超静定结构，这使得支架能够更好地抵抗巷道变形。支架的核心是添加了内支撑杆的半圆拱部分，以及直腿底部采用更大截面的U型钢，从而增强了结构的整体承载能力。这种设计旨在控制危险截面的应力分布，防止局部破坏的发生，确保支架在深部矿井开拓中具备可靠的安全性能。 在实际应用中，研究人员通过理论计算和工程现场考察发现，使用内撑式可缩性U型钢支架后，巷道两帮的最大移近量约为40.90毫米，顶底的最大移近量为62.45毫米，支架自身的变形控制在15毫米以内，这些数据显示了显著的工程效益。与传统的钢管混凝土支架相比，内撑式可缩性U型钢支架的造价更为合理，对于资金有限的中小煤炭企业来说更具吸引力。 内撑式可缩性U型钢支架作为一种创新的支护形式，通过优化结构设计和力学特性，有效解决了软岩巷道中支架失稳的问题，降低了维修成本，提高了支护效率和安全性，对于深部矿井的巷道支护具有重要的实际价值。