下载文档原格式
U型钢⽀架----矿⼯的⽣命⽀架
U型钢⽀架是⼀种被动⽀护，具有良好的⼒学性能，抗拉强度、抗压强度较⾼，同时具有良好的韧性性能，初撑⼒较⾼，⽀护强度⼤，可多次使⽤，被⼴泛地应⽤于矿⼭巷道，特别是在深部复杂巷道以及松软煤层巷道中，u型钢⽀架是⼀种有效、合理的⽀护形式。
型钢⽀架最佳的受⼒状态是壁后充填密实后使其均匀受压，当作⽤于u型钢⽀架上的围岩压⼒值达到⼀定值时，⽀架就会产⽣压缩，使围岩作⽤于U型钢⽀架上的压⼒下降，从⽽避免围岩压⼒⼤于u型钢⽀架的承载⼒⽽使⽀架破坏。
根据现场具体情况，灵活地选择u型钢⽀架的型号、结构形式和棚距，正确指导巷道u型钢⽀架的施⼯，确保其有效、可靠地⼯作，对于加快巷道掘进速度，减少巷道后期返修量，保证安全⽣产，延长服务年限，获得较好的技术经济效益，充分发挥⽀架的⽀护性能有着重要的意义。
唐⼭市丰润区超峰矿⼭⽀护设备有限公司主要经营各种型号矿⼯钢、U型钢、轻轨等矿⽤钢材。
并⾃主⽣产加⼯各种U型钢⽀架、矿⼯钢⽀架、卡缆、锚杆、托盘、单体液压⽀柱等各种矿⽤材料。
公司还与⾸钢、宣钢、邯钢、武钢、鞍钢、等各⼤钢⼚建⽴了长期友好的合作关系。
产品长期服务于全国各⼤、中、⼩矿务局，并远销东南亚、西亚等地区。
U型钢直墙半圆拱⽀架抬棚在采准巷道交岔点的应⽤，并取得了显著的成效，选⽤U型钢可缩性⽀架，较好解决了掘进⽀护的难题。
U型钢⽀架较其他刚性⽀架具有可缩性和稳定可靠的承载能⼒，适应松软围岩的载荷和变形，断⾯利⽤率⾼，⽀架⽀回⽅便，维修量⼩，⽀架回收复⽤率⾼，减少坑⽊使⽤，环保效益⼗分明显。
详情请登录
祝您天天快乐，事事开⼼。
可缩性U型钢支架在斜井表土及软岩施工中的应用作者：赵房成郭登来源：《城市建设理论研究》2013年第05期中图分类号：U445.38献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02摘要：主斜井所穿过地层，岩石硬度系数≤4，工程地质条件差，采用了可缩性U型钢支架作为支护的一部分，可有效的提高工程质量，便于拉开断长，提高施工速度关键字：斜井U29型钢支架应用Abstract: the main slope through stratum, rock hardness coefficient acuities 4, engineering geological condition, the yielding of U shaped steel bracket as part of the support, can effectively increase the engineering quality, easy to pull off long, improve the construction speedKey words: deviated well U29 steel support application一、工程概况山西潞安环能股份有限公司五阳煤矿主斜井井筒，设计坡度为－16°，全长1283.196m。
根据潞安环能公司地质勘查大队编制的《五阳煤矿主斜井井筒地质报告》，主斜井所穿过地层80％左右为泥岩，易风化且具有一定的膨胀性，整体岩石硬度系数≤4，工程地质条件差。
在原设计中，暗硐段108m采用钢筋混凝土支护，440m采用素混凝土支护，若采用此种支护方法则巷道易发生底鼓、片帮、冒顶，从而影响施工安全、施工质量，增加巷道投产以后的维护费用。
二、原设计难以满足施工安全、质量的分析1、原设计支护方案：暗硐双层钢筋混凝土支护段全长108m，钢筋Φ20＠300，支护厚度为400㎜。
可缩性U型钢棚支护的应用西安煤业公司用U型钢支护替代工字钢和木支护，减少了掘进巷道重复翻挑次数，加快了掘进速度，保证了采区接续和安全采出，收到了很好的效益。
标签：支护形式；安全；支护对比TB1U型钢棚支护优点1.1抗压力强，支护达到一次成巷U型钢棚支护结构严谨，用卡子连接后，形成一体，压力均匀分布，本身拱形或圆形与巷道冒落的自然形状一样，比梯形的工字钢棚和木棚的耐压压能力强，不易变形，支护服务时间长，减少重复翻棚，安全生产有保证。
1.2抗灾能力强，安全系数大工字钢和木棚梁腿不是一体，棚腿一但折断、撞掉棚梁上顶板浮货将冒落下来，造成巷道堵塞，危胁安全生产，而U型钢支护梁腿用卡子连成一体，整体合力强，即使腿子悬空，支护也不会整体失效，顶板更不会冒落压垮。
木支护在压力大时容易折梁断腿、工字钢支护受压后容易发生变形失效，容易使巷道冒严，造成后路关门，而U型钢支护很少发生折梁断腿。
实践证明，采用U型钢支护确实具有很强的抗压能力。
1.3保证巷道断面以前木支护和工字钢支护时，梁腿断了变形了，备棚、套棚，挑棚都容易缩小断面，不好干时，人为缩小断面，帮顶还淌货，造成浮货多，环境不好。
而U 型钢支护是可缩性支护，可以卸压，遇到压力大采高不够时，拉底后仍然保持原有支护强度和巷道断面。
使用U型钢支护，高度不够棚子给不上，必须按标准施工，帮顶挂上金属网，不淌货，保证了安全通风、安全行人。
1.4减少了瓦斯积存和发火事故翻挑的次数越多，帮顶越容易脱落超高，超高冒顶容易产生高温火源、积存瓦斯，为发生瓦斯和发火事故埋下重大隐患，巷道断面缩小影响通风，也容易发火，而使用U型钢支护，服务时间长，恢复次数少，不易超高，不易缩小断面，西安煤业公司使用U型支护几年来，不仅杜绝了瓦斯事故，也而且也杜绝了发火事故，U型钢支护强度大，在处理高温火点时，可以直接插管，发碹处理，不用考虑支护强度问题，为全安全消除火情赢得时间。
2U型钢棚支护加强要点（1）注重搭接长度，结构合理，正负不能差100mm，要保证梁腿搭接紧合缝，防止局部咬合不严，减弱抗压力。
多重联合支护在软岩巷道中的应用摘要:为加强对矿井软岩巷道的维护和顶板控制，我公司在架设U型可缩性金属拱形支架基础上，运用壁后锚注填充与加固支护技术，形成了U型钢+金属网+喷浆+壁后锚注的联合强力支护结构，提高了巷道围岩的自承能力，有效地保证了巷道在长时间内的稳定性，消除了安全隐患，实现了矿井安全高效发展。
关键词:软岩联合支护壁后锚注1、前言义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司总回风上山开拓延伸斜巷，埋藏深度400-500m，大小断层交错，构造应力大，岩性极为破碎，节理发育，巷道变形速度快，表现出明显的软岩特征。
巷道采用29U型钢支护，铺设金属网，喷浆封闭，顶帮移近量大，断面缩减厉害，前掘后翻，多次返修，给矿井安全生产带来较大制约。
公司本着“技术保安”的安全发展观，秉承“依据现场定措施，围绕措施抓落实”安全生产理念，通过对软岩特征及其支护机理进行认真的科学分析研究，采取了U型钢+金属网+喷浆+壁后锚注的多重联合支护，取得了理想的效果。
2、多重联合支护理论分析大断面软岩巷道大多表现为大变形、流变、蠕变特性明显、巷道底鼓严重，在实际应用中，必须树立综合治理、联合支护的观念，充分利用围岩自身的承载能力，遵循“护”、“让”、“支”、“限”的原则，以便达到防水封闭、以柔克刚、缓冲让压、稳定支护的构想。
根据围岩松动圈理论，破碎岩体的破坏过程分为压密、弹性、塑性、破坏4个阶段。
为达到让压护巷的目的，我们先采用29U可缩性金属支架作为骨架，内表面铺设金属网，外表面喷混凝土，混凝土及时隔离水、空气与围岩的接触，防止围岩的风化、潮解、片落，初承力和支撑能力高的支架和混凝土较缓慢地释放巷道压力，然后在其达到塑形承载力最佳时，通过注浆锚杆对围岩松动圈进行壁后锚注胶结加固，阻止岩体朝下一个阶段发展。
此种支护方式充分利用了“围岩不再是纯粹的载荷体，而是能够被利用的承载体”的原理，通过多重联合强力支护，形成了多重组合拱结构，使巷道支护与围岩成为一个整体起到共同承载的作用。
【】矿用支护型钢U型钢和矿用工字钢是两种要紧的矿用支护型钢。
由于利用目的不同，两种型钢的截面形状完全不同，U型钢是为制造可缩性支架而设计的，矿工钢过去多用于制造刚性金属支架。
由于矿工钢来源广，造价低，加工简单，现场有大量利用矿工钢性支架的适应。
近几十年来，我国在原有矿工钢性支架的基础上，设计和研制了专门的可缩性连接件，或对矿工钢刚性支架进行某些改造，成功地利用了矿工钢可缩性支架。
(1) 对矿用支护型钢性能的要求井下条件复杂，巷道支架经受的载荷和载荷散布均在不断转变，专门是一些围岩变形量较大的巷道，例如受采动阻碍巷道、软岩巷道、深井巷道、位于断层破碎带处的巷道，这就增加了巷道支护工作的复杂性，也对矿用支护型钢的性能提出了特殊的要求。
1)优良的力学性能较高的抗拉、抗压、抗剪强度和良好的韧性性能使支架承载能力提高，有利于维持巷道良好的保护状况，减少支架的变形损坏和修复工作量。
2)优越的断面几何参数型钢断面的几何参数主若是抗弯截面模量W x、W y。
而衡量其几何形状是不是合理的指标有三个：W x/W y，W x/G，W y/G。
G是型钢的理论重量(kg/m)。
井下支架不仅要经受纵向载荷，而且还要经受来自横向的推力。
因此要求支架在x，y方向经受载荷的能力都要比较大，W x与W y尽可能比较接近，如此材料利用比较经济。
W x与W y较接近也有利于提高支架的稳固性。
3)合理的断面几何形状型钢断面的几何形状除阻碍上述几何参数外，还阻碍型钢抗变形能力。
型钢断面的几何形状要和受力后型钢内力(专门是弯矩)散布状况相适应。
U型钢连接后在锁紧和受力进程中，上、下型钢要能内外吻合，接触面积大，滑移平稳，并使连接件受力状况良好。
型钢面的几何形状要有利于钢材轧制、支架的加工制造和修理、搬运。
(2) 矿用工字钢矿用工字钢是井下巷道支护的专用型钢。
它与一般工字钢不同的地方是：断面的高宽比减小，腹板加厚，翼缘厚且斜度大，如此使型钢断面的W x/W y减少，更能适应井下受载条件。
关于软岩支护技术前言巷道支护是井工开采工程的核心，是一切安全生产和效益的基础，随着开采条件的日益恶化，采深的迅速增加，支护对井工开采的制约作用日趋明显，先进采矿方法能否实现，在很大程度上取决于巷道支护状况和有效断面能否得到保证。
第一节，深井巷道围岩强化支护技术体系及实践一，深部高应力巷道：常规支护不能满足要求的一类巷道。
1，采用传统的架棚支护、锚杆支护都不能有效维护巷道。
2，以德国为代表采用U型钢可缩性支架、壁后充填、预留变形量架棚支护的方式，也不能有效维护巷道。
3，常常在掘进时就需要多次卧底、返修。
为此：出路在于发展新型锚杆类支护综合治理比较乐观，目前遇到的大部分问题可以得到解决或改善。
如：德国向我国输入U型钢可缩性支架、壁后充填技术，在德国使用范围400-600米深，可是在我国达到400米深度就解决不了我国的问题。
二，深部支护问题：1，相当一部分埋深达到800-1000米的深井巷道支护难度不大，可以采用常规的支护技术解决，因此深井巷道支护并不都属于复杂困难支护巷道，我们关心的焦点是深部难支护巷道称为深部支护问题。
2，它通常是指主要由于巷道埋藏深度导致的围岩较高的水平应力，使相对软弱的岩体发生大范围破坏，并产生大变型的一类工程支护问题。
三，复杂困难条件：1，由于地层运动和成岩过程产生的强构造应力集中区，水平应力通常较大；这类构造区域内巷道变形有自身规律，其中顶板支护的安全可靠性要求较高。
2，膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件，由于物理化学原因导致的岩体力学承载性能的衰减、岩体的变形等。
3，由于开采造成的次生应力集中区产生的巷道支护问题。
四，深井软岩成为支护重点：1，深部高应力巷道的两个显著特点：（1），原始应力水平相对围岩强度高。
（2），采动附加应力更趋强烈、围岩破碎区范围进一步加大，不易形成结构效应。
2，时间效应强烈、变形速度快，不易长期维护：（1），第一类，围岩软弱型、即软岩巷道；（2），第二类，采动影响型、即动压巷道；（3），第三类，深井高应力型、即深井巷道；五，巷道大变形、难以支护原因：1，围岩松软破碎：单轴抗压强度﹤10-20MPa；2，高应力：（1），深井（自重应力）（2），采动应力（原岩应力的3-6倍）；（3），构造应力；3，松散破碎+高应力。
综述松软岩层是指粘结性差、强度低、易风化、有时遇水膨胀、自稳能力差的岩层。
它是破碎、软弱、松散、膨胀、流变、强风化蚀变和高应力岩体的统称。
泥质系列：泥岩、页岩、粘土岩、粉砂质泥岩、沙质页岩火山岩蚀变系列：沈北的蚀变玄武岩等软岩巷道的特征开掘在松散软弱岩层中的各种巷道，最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在以下几个方面:1.围岩的自稳时间短、来压快所谓自稳时间，就是指在没有支护的情况下，围岩从暴露起开始失稳到冒落的时间。
软弱岩石巷道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时，巷道来压快，要立即支护超前支护，方能保证巷道围岩不致冒落。
2.围岩变形量大、速度快、持续时间长软岩巷道的突出特点就是围岩变形速度快、变形量打、持续时间长。
一般软岩汉高掘后的1~2天，变形速度少的5~10mm/d,多的达50~100mm/d，变形持续时间一般25~30d，有的长达半年以上仍不能稳定。
3.围岩的四周来压、底鼓明显在较坚硬岩层中，围岩对支架的压力主要来自顶板，中硬岩层围岩对支架的压力来自于顶板和两帮，但在松软岩层巷道中则四周来压、底鼓明显。
松软岩层，由于结构疏松、强度低，很难支撑上覆岩层的重量，围岩在自重地压（）的作用下，以垂直变形为主，垂直变形中又以底鼓为主。
底鼓明显是软岩巷道的重要特征，如果巷道没有底鼓或底鼓不明显，围岩就不是软岩。
如烟巷道四面来压，如果底板不支护，将出现一个支护结构的薄弱带，巷道破坏首先就是从不设防的底板开始，又因底鼓导致两帮移近和失脚，知道片帮冒顶，巷道全部破坏。
4.围岩遇水膨胀、变形加剧软岩一般都含有亲水性很强的蒙脱石、伊利石等粘土矿物的岩石，这些岩石遇水后软化，体积急剧膨胀，因而变形也更剧烈，产生很大的膨胀压力。
5.普通的刚性支护普遍破坏软岩巷道变形量大、持续时间长，普通刚性支护承受的变形压力很大，施工后很快就发生破坏，必须再次或多次翻修后巷道才能使用。
这是刚性支护不适应软岩巷道变形规律的必然结果。
锚杆支护技术在“三软”煤层中的应用摘要:本文介绍了锚杆支护的原理和软岩的性质,分析了“三软”煤层巷道的支护特点,重点论述锚杆支护技术在“三软”煤层中的应用。
关键词:三软煤层锚杆支护应用随着开采深度增加,给支护带来了困难。
对于软岩和三软回采巷道支护,问题则更加突出。
锚杆支护不仅在硬岩中应用,软岩层也可以使用。
由于锚杆支护较U 型钢棚式支护具有明显加固围岩效果,在煤巷中得到越来越广泛的应用。
当前我国在深井软岩层、构造带软岩层、第三纪软岩层中,广泛推广各种锚杆联合支护形式,维护巷道的稳定性。
1、锚杆支护原理锚杆支护是由锚固在巷道四周钻孔内的系列杆体（木质体、金属件、钢筋混凝土件和聚合物件等）系统组成的,这些杆体配以支撑件和背板,靠它们的锚固力和向颜体稳定部分的悬吊作用,防止破碎岩石冒落。
(1)悬吊作用。
锚杆能把巷道不稳定的直接顶板的岩层或可能冒落的岩层悬吊在冒落拱外的坚硬稳定的老顶岩层上。
一般称为“钉钉子”和“串糖葫芦”。
(2)组合梁作用。
在层状岩石的巷道顶板中锚杆打入围岩后,将薄弱岩层象“纳鞋底”一样铆合起来,成为一个整体,组成一个岩石板梁,从而提高了顶板岩层的强度和刚度,增加了抗弯性能,锚杆打多深,就等于砌了多厚的碹。
(3)挤压加固作用。
锚杆打入围岩,将松散破碎的岩块穿连,挤压锚固在一起,可以平衡岩石内所产生的拉应力,阻止裂隙继续扩大,而且构成具有一定承载能力的挤压岩拱圈。
(4)加固拱作用。
对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩,如果及时用锚杆加固,就能提高岩体结构弱面的抗剪强度,在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定,而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道的稳定。
兰格通过光弹性试验,证实了加固拱的形成。
在弹性体上安装具有预拉力的锚杆,一方面对围岩产生应力,增加岩体节理裂隙面的摩擦力,另一方面预张力将岩块夹持在一起,能防止岩块的相对转动滑移和裂隙的张开,保证了裂隙面间的挤压结合。
