U型钢可缩性支架支护设计及应用研究
曲腿三心拱U型钢可缩性支架在孤岛工作面回采巷道中的应用
随着 时 间 的推 移 ， 道 进 一 步 收缩 变形 。１ １ １上 巷 ５０ 巷掘进 完成 ， 道最 窄处 净宽 为２ ３ 净高 为３ ４ 巷 ． ｍ， ． ｍ。
与泥质 砂岩互 层 ， 分 以石 英 为 主 ， 次 为长 石 ， 成 其 层
面含炭 质及 少量 白云母 片 ， 局部含 砂质 较少 ， 有少 量
网背 帮护顶 。支 架 间用 三道连 接板 将支 架连 接为一
个 整 体 。巷 道 在 掘 进 过 程 中 收 缩 变 形 严 重 ， 进 掘 １ ｄ以后 ， ５ 巷道 净宽 收缩 为 ３ ６～３ ８ 巷 道 净 高 收 ． ． ｍ， 缩 为 ２ ７～２ ８ ． ． ｍ。随着 时 问 的 推移 ， 道 进 一 步 收 巷
部 门最 后 选 用 曲 腿 三 心 拱 ｕ 型 钢 可 缩 性 支 架 在
２０ ０ ８年 ， 红岭公 司 １ １ １采 煤 工 作 面 上巷 采 在 ５０ 用 三节 Ｕ ９型 直腿 半 圆拱 形 可缩 性 支 架 ， 圆拱 半 ２ 半
径 ２ １１巷 道 净 宽 ４ ２ 净 高 ３ ０ 净 断 面 积 ． １， ３ ． ｍ， ． ｍ，
摘
要 ： 绍 了红岭公 司在 １ １ １采煤 工作 面 的下巷掘 进 过程 中， 道 处于侧 向 支撑压 力 的 高 介 ５０ 巷
应 力 区， 道 围岩收 缩 变形较 大。 选 用改进 的 曲腿 三 心拱 Ｕ 型 可缩 性 支 架 支护 ， 效地 解 决 了巷 巷 有
道的侧 向收缩 变形 ， 得 了显著 的 经济效 益和技 术 效益 。 取
Ｓｒ ｌ ｏ４ ９ ｅｉ ．８
Ｍ ０ＲＤＥＮ ＮＩ ＭＩ ＮＧ
２ １年 １月第 １期 ００
曲腿 三心拱 Ｕ型钢 可 缩性 支 架在 孤 岛工作 面 回采巷 道 中的应用
三心拱巷道U型钢支架承载能力与补强技术研究
三心拱巷道U型钢支架承载能力与补强技术研究随着开挖深度的不断增加,巷道围岩与支护结构所承受的矿山压力也越来越大,高应力软岩巷道支护成为亟待解决的重点和难题。
U型钢可缩性支架凭借初撑力高、抗拉抗压强度高、断面利用率高、韧性性能良好和具有一定可缩性等优点,成为深井软岩巷道的主要支护方式之一。
但在工程实际中,U型钢支架往往因为受力不均匀而产生屈曲破坏,严重影响巷道的正常使用。
对于一些已经发生严重变形,甚至威胁安全生产的巷道,采取科学有效的修复补强方法进行加固,对于恢复其正常使用和安全生产,具有重大的经济意义。
本文以海孜煤矿Ⅲ1012工作面风巷的沿空掘进为研究背景,详细介绍了软岩巷道支护理论,并根据海孜矿复杂的地质条件分析了海孜矿Ⅲ1012风巷工作面破坏机理,提出了 U型钢+棚腿补强锚杆联合支护方式,联合支护结构是主动支护与被动支护的有机结合,能有效提高锚杆抗拉拔力,形成了锚杆与金属棚架之间的相互促强机制,充分发挥了支护结构整体的承载能力。
本文采用数值计算方法求解补强前后支架内外边缘应力,并在此基础上对未补强前靠近棚腿弧线段半径和补强后棚腿锚杆支护位置进行计算优化,结合巷道在补强前后所观测计算的变形速度,检验修复补强手段的有效性,为我国深井软岩巷道变形失稳的治理提供一些参考和经验。
可缩性U型钢支架在斜井表土及软岩施工中的应用
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㎜。
“U”形型钢用于动压区支护的研究与应用
“U”形型钢用于动压区支护的研究与应用【摘要】为增大回采巷道的支护强度，提高对回采工作面机、风两巷支护的安全可靠性，十三矿回采工作面的机、风两巷多采用“U”形型钢制作的U形棚支护形式。
由于巷道侧压大，很多U形钢被挤弯，有的被压断，致使巷道变形严重，无法保证通风和行人，为了满足安全生产需要，采用直杆形U形钢配合单体柱进行动压区支护，取得了良好的支护效果。
【关键词】复杂条件；巷道变形；支护；研究；应用。
引言十三矿地质条件极为复杂，地质构造多、断层落差大，煤层赋存不稳定，地应力集中，这些客观自然条件的存在致使矿山压力增大，工作面回采推进过程中机、风两巷压力显现明显，随着采深的增加，工作面两巷动压区压力难以控制的问题更为突出，直接影响着工作面的安全生产，因此，工作面两巷动压区的支护问题已经成为制约生产的重要因素之一。
U形棚支护形式能够承受较大的缩性变形，使支护的安全可靠性得到改善，但是，工作面回采推进过程中替棚段以外的超前支护只能采用单体柱打点柱的方法，这样以来，“U”形型钢棚子抵抗顶压的能力增加，而抵抗侧压的能力则降低，因而使超前支护的效果变差。
采用“U”形型钢棚子支护的12051工作面，机、风两巷超前支护替棚段以外使用单体液压支柱打点柱100多米，由于巷道侧压大，很多U形钢被挤弯，有的被压断，致使巷道变形严重，无法保证通风和行人。
针对上述现象，为了满足安全生产需要，我们在调查研究的基础上，采用直杆形U形钢配合单体柱进行动压区支护，取得了良好的支护效果，简要总结如下。
1动压区超前支护技术要求规定1.1动压区超前支护的安全规定（1）《煤矿安全规程》第五十条规定：“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20米范围内，必须加强支护”。
（2）集团公司生产处[2001]18号文件第二条规定：“采煤工作面两巷超前支护长度不得低于50米，巷道压力大，支架变形的动压区内都必须进行超前支护”。
（3）集团公司[2005]221号文件第五十二条规定“采用U型钢拱形支护的巷道，距采面煤壁10米范围内超前替棚段要打双排柱，距采面10～20米范围内超前支护要打中柱”。
U型钢支架支护
６０ 河南科技 ２００８．７ 上
１．上顺槽 ２．ＨＤＪＡ－ １２００ 型绞接顶梁 ３．工作面 ４．２．４ｍⅡ型钢梁 ５．十字绞接梁 ６．抬棚，ＨＤＪＡ－ １２００ 型绞接梁
图 １ 十字铵接梁替棚平面图 送木料用工约 ８ 工，每工平均每日工资 ７０ 元计，则每米 替棚可节省工资 ５６０ 元。仅此两项即可使每米巷道下降 ８４０ 元。而使用十字铰接梁不存在损坏现象。在井下十 字铰接梁的重复使用率能达到 １００％，杜绝了二次投入， 使成本降至了最低，缓解了当前木料供应不足的问题， 在实际操作中职工既省力又安全，从而为工作面的安全 生产提供了保障。
研究［Ｊ］．地震工程与工程振动，１９９８，１８（４）． ［２］ 李宏男，霍林生．调液阻尼器对结构扭转耦联振动控制的
Ｔ．Ｓｏｏｎｇ 著，董平译，结构工程中的被动消能系统［Ｍ］．科
学出版社，２００５． ［４］ 倪振华编著，振动力学［Ｍ］．西安：西安交通大学出版社 １９８９． ［５］ 克拉夫，彭津著，王光远，等译校．结构动力学［Ｍ］（第二
情况下，其频率比为 ０．９７ 时位移时程和加速度时程减振 效果。
四、结论 利用不同质量比，不同频率比情况下数值计算结果
图 ５ 频率比为 ０．９ 加速度减振效果（质量比为 １％、２％）
可知：调谐液柱阻尼器（ＴＬＣＤ）对地震作用下的结构能有 良好的位移与加速度控制效果；本文中采用的等效阻尼 系数计算简便、有效；算例结果还说明 ＴＬＣＤ 的频率越 接近结构的自振效果减振效果越好；同时 ＴＬＣＤ 的质量 与结构的质量比对控制效果还有很大的关系，其质量比 越大，控制效果越好。 参考文献： ［１］ 阎石，李宏男，林皋．可调频调液柱型阻尼器振动控制参数
一、十字铰接梁替棚的关键技术 １．技术特点。 （１）用 ４ 根经过切割缩短了中间部位的铰接梁焊
U型钢可缩性支架壁后充填试验研究_罗勇
第18卷第2期 2009年2月中 国 矿 业CHINA MINING MAGAZINEV ol 18,N o 2F ebruary 2009U 型钢可缩性支架壁后充填试验研究罗 勇(淮南矿业(集团)有限责任公司深井试验室,安徽淮南232052)摘 要:基于在复杂性质围岩的巷道中,U 型钢可缩支架的承载与围岩的作用无法有机的结合的这一情况,对U 型钢支架失稳机理进行了阐述,并研究分析了壁后充填技术的科学性,表明使用U 型钢可缩支架壁后充填技术,可有效改善支架与围岩的关系,使U 型钢均匀承载,充分发挥U 型钢的支护性能。
工程应用效果表明,U 型钢可缩支架壁后充填技术的实际效果较理想。
关键词:U 型钢可缩性支架;壁后充填;软岩巷道中图分类号:T D353+ 7 文献标识码:B 文章编号:1004-4051(2009)02-0078-04Research on backfill technology for yieldable U steel supportLU O Y ong(L abo rato ry of Deep M ine,H ua inan M ining Gr oup Co.,L td.,Huainan 232052,China)Abstract:Based on the fact that the loading o f the yieldable U steel suppor t cannot be o rg anically co m bined wit h the function of the sur ro unding r ocks o f roadw ay in complicated st rata,t he destabilizing mecha nism w as ex pounded in detail and the backfill techno lo gy fo r y ieldable U steel suppor t was analy zed,w hich sho ws that the backfill techno lo gy behind the U steel suppo rt can better the r elatio nship betw een t he sup po rt and the surro unding r ock,and it can resist the part ial st ress concentrat ion and fully im pr ove the sup po rt perfo rmance.T he filed application show s that the suppo rt r esult of backfilling behind the U steel sup po rt is satisfacto ry.Key words:yieldable U steel support ;backfill;ro adw ay in so ft ro ck收稿日期:2008-10-11基金项目:安徽省优秀青年基金项目(08040106839)作者简介:罗 勇(1977-),男,湖南岳阳人,博士,高级工程师,主要从事矿井地压控制及现代爆破技术等方面的研究。
矿井区段皮带运煤石门应用U型可缩支架论文
矿井区段皮带运煤石门应用U型可缩支架的体会【摘要】采区区段运煤石门巷道因受采动压力影响，巷道支护和维修是一个难题。
文章通过在田坝煤矿二号井下四采区上区段皮带运煤石门中使用u型钢支架的情况进行总结，确认采用u型钢可缩支架加喷浆支护在区段石门中能有效承受围岩压力，加之木背板更换方便，维护成本低，在同等条件的巷道中具有良好的支护效果和利用价值。
【关键词】煤矿；皮带石门；u型钢支护；应用0.矿井概况田坝煤矿二号井设计开采滇东煤田羊场向斜东北端的五、六、七井田深部煤层，开拓方式为主斜井、副立井联合开拓，分+1500、+1300米两个水平开采，设计生产能力为60万吨/年。
矿井于1990年9月移交生产，2007年核定年生产能力为33万吨，属煤与瓦斯突出矿井。
矿井煤系地层属上二叠统宣威煤组，可采煤层4～12层，煤层总厚3.8～12米，煤层倾角30～80度。
区域内水文地质较为简单，无强含水层，主要水源为断层水和顶板裂隙水，近几年主要生产采区分别为（+1300米水平）下一采区、下二采区及下四采区，采区内围岩以泥岩及粉砂质泥岩为主，易于风化，断层多、岩体局部破碎，遇水容易膨胀，矿压显现较为明显。
1.区段皮带石门地质及生产技术条件田坝煤矿二号井设计每个采区分三个区段生产，一个区段布置石门两条，即一条回风石门，一条运煤石门。
矿井投产后区段运煤石门先使用溜子，经过几年的生产使用，使用溜子运煤存在设备占用数量多，岗位用人多，生产效率不高等问题，为可解决这些矛盾，提高运输能力，经过分析研究，设计时将下水平（+1300m水平）四采区上区段运煤石门规划为安装皮带。
下四采区皮带石门设计从ｋ2+1煤层位置开口，垂直煤层走向方向施工，掘进到区段煤仓位置（k21煤层底板位置），巷道全长260米，坡度3°（参见图1），计划安装带宽为800 mm的吊挂皮带。
根据地质资料，整条石门巷道围岩为灰～浅灰色细碎屑岩为主，夹多层灰白色泥岩，岩石软分层多，含煤20余层（其中可采煤层8层），泥岩及炭质泥岩遇水极易膨胀。
基于“卸压槽+圆形U型钢”可缩性支架的煤矿软岩巷道支护技术应用研究
１ ．围 岩 松 散 破 碎 、 结 构疏松 、 容 重低 、 孔 隙率较 高 ， 因 而 强 度低 、 稳定性差 ， 围 岩 单 向抗 压 强 度 小 于 ２ ０ ＭＰ ａ ， 普 氏系 数 小 于
２ 。
２ ．围 岩 易 吸 水 崩 解 、 膨胀 ， 并 且 膨 胀 速 度 很 快 ，通 常 ２ ～３ ｍｉ ｎ 即 可完 成 总 膨 胀 量 的 ５ Ｏ 。 这 是 造 成 软 岩 岩 体 向 巷 道 空
四、 煤矿 巷道 支 架 结构 形 式
、
煤 矿 软 岩 巷道 的 基 本 特 征
目前 ， 煤 矿井 下巷 道 的 支 护 普 遍 采 用 Ｕ 型 钢 可 缩 性 支 架 ， 支架的结构 形式有直腿 半圆形 、 三心拱形 、 圆形 、 马 蹄 形 及 长 环 形 等 。直 腿 半 圆 形 支 架 由直 腿 和 半 圆拱 两 部 分 组 成 。由 于 直 腿 部分所能承受的水平力较小 ， 所 以 该 支 架 仅 适 用 于顶 板 压 力 较 大 而 水 平 力 较 小 的 巷 道 。三 心 拱 形 支 架 与 直 腿半 圆形 支架 的 区 别 在于其拱形由两种或两种以上曲率半径的 Ｕ 型钢搭接构成 ， 因此 ， 其 结 构 及 适 用 条 件 与 直 腿 半 圆形 支架 相 似 。 圆形 支 架 、 马 蹄 形 支 架 及 长 环 形 支 架 属 于全 封 闭 支 架 ， 其 所 能 承 受 的 垂 直 压 力 和水 平 压 力都 很 大 ， 并且对巷道的底板有一定的控制作用 ， 但 是 其 所 适 用 的 巷 道 断 面 较 小 。Ｕ 型 钢 可 缩 性 支 架 的 连 接 件 是 支 架 的关 键 部件 ， 其 性 能 直 接 影 响 到 支 架 的整 体 稳 定 性 、 缩 动性 和 承 载 能 力 。 连接 件 的 种 类 很 多 ， 大 致 可 分 为 螺 栓 连 接 件 和 楔 式 连 接 件 两 大类 。 螺 栓 连 接 件 结 构 简 单 ， 但 强度 低 、 容 易 产
可缩性U型钢棚支护的应用
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。
U型钢可缩性梯型棚支架在复杂巷道中的应用研究
U型钢可缩性梯型棚支架在复杂巷道中的应用研究为解决在高应力集中区域巷道采用传统36U型钢支架支护所导致的棚腿不抗压，棚腿及上下帮变形严重，需重复进行扩帮换腿作业等问题，对原36U型钢进行优化改造，利用36U型钢封闭式焊接做梁，废旧36U型钢为腿，提高了支架的整体性和稳定性的同时，节约了巷道支护成本。
标签：工作面;支护;36U型钢;高应力;优化0 引言目前，随着矿井开采的逐步延伸，巷道压力越来越大，巷道矿压显现越来越强烈，巷道变形难以控制。
针对巷道不同的地质条件，采取合理的支护方式是保证巷道围岩稳定的主要措施之一。
河南某矿12220工作面采深接近520m，上覆岩层为巨厚砾岩层，其上下巷处于高应力区域，就有中等冲击危险性，面对这一难题，该工作面巷道支护问题是工作面开采所面临的主要难题。
12220工作面上下巷利用传统支架棚支护时，支护钢材成本高且支护效果不好。
因此，为保证井下安全生产，防止此区域发生事故，对传统支护方式的优化，提高支架的整体性和稳定性是十分必要的。
1 工作面概况12220工作面上下巷位于西二采区西翼，平均采深近520m。
走向长度1010m，倾斜长200m，煤层倾角8°～12°。
煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、细砂岩互层，厚度37m～42m，并且存在平均厚度为70m的砂砾岩层;煤层直接底为煤矸互叠层，灰黑色易碎，具有光滑镜面，偶有炭化植物化石碎片。
断面为拱形，巷道上净宽4700mm，下净宽5800mm，净高3000mm。
2 传统支护方式的缺点某矿12220工作面原采用的扩修巷道方式为36U型钢封闭式焊接做梁，36U 型钢为腿进行替棚，经过现场支护效果分析存在以下缺点。
（1）利用传统支架棚支护时，支护钢材成本高、运输费用大;（2）由于巷道压力大，棚腿不抗压，棚腿及上下帮变形严重，需重复进行扩帮换腿作业。
在受到顶压和侧压严重时容易造成支架侧翻、支架腿歪斜和梁腿错位、脱节，继而发生支架推垮型冒顶;（3）由于巷道处于冲击危险区域，当巷道发生冲击地压时，棚梁支架不能有效伸缩。
U型钢可缩性支架壁后充填支护探析
U 型钢可缩性支架壁后充填支护探析发布时间：2023-01-28T07:52:50.073Z 来源：《科技新时代》2022年9月16期作者：胡兴发[导读] 在无法使用主动支护的高应力软岩巷道中胡兴发淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿，安徽淮南 232001摘要：在无法使用主动支护的高应力软岩巷道中,U型钢可缩性支架是一种有效和成熟的支护方式,但是围岩性质复杂时,U型钢可缩支架的承载与围岩的作用无法有机的结合起来,造成U型钢的支架局部应力集中,致使U型钢支架局部屈服而U型钢支架整体失稳,使用U型钢可缩支架壁后充填技术改善了与围岩的关系,阻止了局部应力集中,使U型钢均匀承载,较充分发挥U型钢的支护性能。
关键词：U型钢；支架；充填支护 U型钢支架是煤矿支护的一种被动支护，抗拉强度、抗压强度较高，同时具有良好的韧性性能，支撑力较高，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。
1 U型钢支护存在的问题国内外都认为U型钢可缩性支架是软岩巷道及受动压影响巷道比较理想的支护型式。
但在软岩巷道实际使用中，U型钢支架遭到严重破坏的事例是很多的。
通过分析发现，U型钢可缩性支架不能有效控制软岩大变形的主要原因是支架未能按设计特性进行工作，实际支护阻力远低于设计支护阻力。
可缩性能得不到充分发挥。
其影响因素包括： 1）所用卡缆型式不合理及支架与围岩之间存在较大空间，导致支架的初撑力低、增阻速度慢、支架缩动阻力低。
连接件是影响可缩性金属支架可缩性能和工作阻力的关键。
普通螺杆夹板式卡缆，存在滑移困难、阻力低且不稳、连接件易损坏或卡死等缺陷，受力状况很差。
加上人工拧紧力矩较小、各卡缆拧紧力矩大小差别又较大，使支架缩动变形阻力远远低于设计阻力。
支架与巷道围岩之间存在较大的架后空间，使支架架设后很长时间不能向围岩提供有效支护。
据井下实测，支架支护后1个月以上围岩变形达200～300mm左右，支架载荷才有明显增加，支架的初撑力和增阻速度都相当低。
可缩性U型钢支护在残煤开采中使用
可缩性U型钢支护在残煤开采中使用摘要：本文分析了U型钢可缩性支架的特点和使用过程中的注意事项，说明了使用U型钢支架的效果。
关键词:U型钢：可缩性支架：特点：注意事项.辽源矿业集团西安煤业公司是我国第一个“五年计划”156个重点项目之一，1950年11月22日建井，1955年12月1日投产是一个有着50多年开采历史的资源衰老矿井，从1994年开始我区就进入残煤开采，到2003年所有原始块段全部开采完。
全部进入残煤开采。
由于残煤开采使原始的地应力重新分布，压力大，给支护工作带来较大困难。
矿井投产后原始块段掘进施工采用元木给木梯形支护，该支护支撑能力小，成本高，进入残煤开采后采用工字钢支护逐渐取代木梯形支护。
工字钢支护放炮时易崩倒棚子，梁子被压弯变型，接口卡来压挤崩，易造成冒顶。
2001年以后改用U型钢支护。
该支护具有可缩性。
整体性强，一次成巷，为安全生产提供了可靠保障。
1、U型钢支架的优点1.1、抗压性强，一次成巷U型钢支护是由三根或四根U型棚搭接组合而成，用卡子固定根据巷道压力和煤岩层硬度，可给拱形棚也可给圆棚，由于梁子为弧形使受力分布均匀，压力较大时可采用36KG/m~40KG/m、U型钢支护或给密集棚。
压力再大时可给对棚支护，保证了支护强度。
如果采用木梯型支护或工字钢梯形支护抗压能力小，易造成折梁断腿或崩卡子，例如:N27采掘进施工中工作面走向长300米，在掘送85m时后路27m的棚子出现了较多折梁断腿给安全带来了较大威胁，最后工作面停下后由里向外进行恢复进行二次成巷，影响了施工进度，增加了成本。
如果采用U型钢支护一次成巷，节省了维修时间和成本。
1.2、安全系数大，抗灾能力强木梯型支护和工字钢支护梁腿靠的是咬合搭接、三根支护材料之间固定不牢，支架不是一体，整体性差，棚腿一旦被碰撞掉或悬空时，就会引起支架倒塌，顶板浮货冒落堵塞巷道，造成后路关门，威胁安全生产。
另外木棚受压后易在亲口处劈断，工字钢受压后易崩卡，同时会有冒顶的危险。
U型钢可缩性支架支护工艺标准
U型钢可缩性支架支护工艺标准U型钢可缩性支架支护工艺标准1.适用范围：围岩松软及地压较大的巷道施工中，一般采用U型钢可缩性支架支护，目前常用的为半圆拱形，三心拱形和梯形U型钢可缩性支架。
2.材料准备：2.1施工材料2.1.1支架及其附件：U型钢支架（常用型号为18号、25号、29号、及36号）、卡缆、螺栓、拉杆等材质、规格、强度以及加工必须符合设计和有关标准规定。
2.1.2背板和充填材料：材质、规格符合设计要求和规程规定。
2.2施工机具；大锤、铁木榔头、钢卷尺、木锯、风镐、手镐、铁铣、活口扳手、水平尺。
2.3施工前准备工作；2.3.1所需材料，施工机具等准备齐全并运至施工地点。
2.3.2认真检查顶板情况发现危岩活石用长柄工具摘除掉。
2.3.3架设支架前，掘进迎头应用前探梁控制顶板，超前支护。
2.3.4检查架棚处井巷掘进工程质量，巷道欠挖超过规定必须处理，使其符合设计要求。
2.3.5找准中腰线并做好标记：用小线拉一条中线通过所要架设支架的地段，把腰线引到两旁做出记号。
3.施工工艺3.1工艺流程放中、腰线→挖柱窝→立棚腿→上棚梁→加固→背板（充填）。
3.2根据中线及设计棚距大小找出柱窝位置，再按中腰线把柱窝深度挖够。
3.3在柱腿上画出腰线所在位置，把立柱放在柱窝内，使柱上腰线和帮上腰线一致。
3.4用拉条固定立柱以免倾斜3.5在弧形顶梁上画出中线位置，把顶梁架到立柱上，弧形顶梁的两端插入和搭接在柱腿的弯曲部分，梁腿的搭接长度一般为400毫米，即可缩性，该处用两个卡箍固定（每个卡箍包括一个U型螺杆和一块U型垫板，两个螺母），并保证顶梁上中线记号与事先拉好的中线一致，这时可把立柱临时稳住，以免顶梁左右摇摆。
3.6检查支架的垂直度和扭斜度，超过质量标准规定的允许误差范围时要调整，根据顶梁中间放下的垂线和两个柱脚之间连线的水平间距，就能知道支架是否垂直，根据巷道中线和两立柱之间连线是否垂直，就能知道支架是否扭斜。
U型可缩型支架切眼扩宽方案的设计与应用
Ａ ｓ ａ ｔ Ａ ｍ ｄ ａ Ｕ Ｔ ｐ ｏ ｐ ｅｓ ｌ ｓｐ ｏ ｐ ｎ ｏ ｕ ｗ ｄ ｎ ｐｏｅｔ ｎ Ｐｎ ｄｎ ｓ ａ ｎｎ ｏ ， ｔ ． ｗ ｒ Ｆ６— ２ ９ ｂ ｔ ｃ ： ｉ ｅ ｔ ｙ ｅｃ ｍ ｒ ｉ ｅ ｕ ｐ ｒ ｏ ｅ — ｃ ｔ ｉｅ ｒｊ ｉｇ ｉ ｈ ｎ Ｍｉｉ Ｃ ． Ｌｄ Ｔ ｏＯ ｅ ｌ ２ １ ０ ｒ ｓｂ ｔ ｆ ｃｉ ｇ ｇ
己 ～２ １０工 作 面 位 于 二 矿 己 二采 区东 翼 中 ２９
外 切 眼施 工使 用 的是 Ｕ型 可 缩 型支 架 支 护 ， 棚
北 部 ， 层 开采 。该工作 面东 到一矿 工业 广场保 距 ５０ｎｌ 为满 足综采 工作 面刮 板输 送机 、 煤 机 、 己， 单 ０ ｌ ， ｌ ｌ 采
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总第 １１ ５ 期
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ｏ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ５—２ ９ ．０ ２ ０ ．０ ｓ ７ ８２ １． ３０ ６
Ｕ 型可 缩 型支 架切 眼扩 宽方案 的设 计 与应 用
宋合 聚 ， 高吾 斌
（ 顶山煤 业股份公 司 二矿 ， 平 河南 平顶 山 ４ ７０ ） ６０ ０ 摘 要： 文章针对平煤股份二矿 己 一２ １０工作 面 Ｕ型可缩 型支架支护 外切眼扩 宽工程 ， 出不 同 的施 ２９ 提
U型钢架棚支护技术的研究与实践
U型钢架棚支护技术的研究与实践随着经济的发展，U型钢在煤矿生产领域得到广泛的使用，为了确保煤炭生产的安全性，需要提高U型钢架棚支护巷道的抗压强度。
为此，本文通过创新U 型钢棚子顶撑子的连接方式，提高抗压强度，进而丰富了U型钢架棚支护技术。
标签：支护技术U型钢抗压强度目前，在煤矿生产领域，U型钢架棚支护已经无处不在，它主要应用于顶板破碎、压力较大、支护困难的回采巷道及准备巷道，应用成本较高，是煤矿生产投入资金较大的一部分。
其主要原因是受工作面压力的影响，投入到一个工作面使用过后，就基本上变形的不能复用，需要不断的投入新棚子，经济投入巨大。
甚至在很多工作面，不等到采面回采结束，巷道就基本上受压变形损毁到不能满足生产需求，这就需要不断的去维修或者更换新棚，浪费了大量的人力及物力，甚至制约了生产和工作计划的有序布置。
另外，在维修期间，维修难度较大，给施工人员也造成了很多的不安全因素。
所以，如何在基本上不增加经济成本的基础上，极大限度的提高U型钢架棚支护巷道的抗压强度，是解决问题的关键所在。
本人根据这些年来对U型钢拱形棚变形原因的追踪分析，认为目前常规的U 型钢架棚支护技术存在着很大的弊端，通过改变架棚方式后，可极大的提高U 型钢拱形棚的抗压强度，现已在我矿南、北大巷及皮带下山初步试验成功，效果显著。
本项目详细的科学技术内容就是通过对煤矿井下U型钢架棚支护巷道变形的追踪调查分析，运用新的技术方法提高棚子的承压能力。
在改善以前旧的施工技术方法的同时，对新的技术方案给予实验验证。
具体详细的技术改进原理及技术方案如下：提高U型钢棚梁的整体抗压能力，实现棚子的均衡受压。
传统的U型钢棚架设方式为梁口搭接一致型，这样棚梁的承压很容易集中在巷道的一侧，使下搭接承压梁快速变形。
因为，通过受力分析及巷道变形观察来看，只要是巷道的正顶或两囊的来压，下搭接承压梁承受力最大，在两梁搭接口处变形也最严重，应力变形到一定程度的时候，整架棚子就会扭曲变形。
矿用U型钢可缩性支架标准讲解
Q/HBKJ淮北矿业（集团）有限责任公司企业标准Q/HBKJ 019—2007矿用U型钢可缩性支架2007-08-02 发布2007-08-02 实施淮北矿业（集团）有限责任公司发布Q/HBKJ 019—2007冃IJ 5近年来，淮北矿业（集团）有限贵任公司矿用U型钢可缩性支架支护应用发展迅速。
原能源部发布实施的煤炭行业MT195-1989《煤矿用U型钢可缩性支架制造技术条件》部分条款已不能满足淮北矿区井巷实际支护需要，特制定本企业标准，作为企业釆购、检验、销售的依据，同时也有利于U型钢可缩性支架支护技术的进一步推广。
本标准参照MT195—1989《煤矿用U型钢可缩性支架制造技术条件》制定。
本标准由淮北矿业（集团）有限贵任公司生产管理部提出。
本标准由淮北矿业（集团）有限贵任公司标准化委员会归II。
本标准起草单位：淮北矿业（集团）有限贵任公司生产管理部。
本标准起草人：倪建明、丁允杰、常乃传、刘东风、徐坤、黄超、张永国、马玉平、孙夏。
本标准由淮北矿业（集团）有限资任公司生产管理部负责解释。
本标准于2007年8月2日首次发布。
Q/HBKJ 019—2007矿用U型钢可缩性支架1范围本标准规定了矿用U型钢可缩性支架（以卞简称“支架”）的分类与型号、基本参数、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于矿井井巷和其它工程支护使用的各类u型钢可缩性支架。
2规范性引用文件卞列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注口期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注口期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差GB/T 228—2002金属材料温室拉伸试验方法GB/T 15239-1994孤立批计数抽样检验程序及抽样表GB/T 2829-2002周期检查计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检查）MT/T 882—2000 U型钢拱形可缩性支架技术条件和试验方法GB/T 4697—1991矿山巷道支护用热轧U型钢Q/HBKJ 020—2007矿用U型钢可缩性支架卡缆3分类与型号3.1分类支架按形状分为：直腿半圆拱形、曲腿三心拱形、马蹄形、圆形、环形。
矿用U型钢巷道交岔点支护技术的研究与应用
２ 支 护 方 法
（ ） ２ １ 用 ９ Ｕ型钢加工 Ｌ型 Ｕ型钢梁 ， 长的 １２ 梁 ／
都存 在一 定 的弊端 。采 用 Ｕ型 钢 支架 支 护 时 ， 岔 交 点支 巷 的巷道 断 面受 Ｕ型钢 梁 弧 的影 响 ， 减 小 １ 会
头打 成临时点柱 ， 点柱 打正打牢 ， 在实 底上 。 支设 缆 和工 字钢 分别 靠 主巷 道一 侧 及 顶梁 中心 部 位 打 ２
道 联锁 杠 ， 锁 杠分 别 延 伸 过 交 岔 点 并 固定 在 交 岔 联
点 两侧 的拱 形 Ｕ型钢 支架上 。
煤层 ， 具有 豫 西地 区典 型 的煤 层 特 征 。井 田 内地 质
发 生水 灾 时 ， 岔 点 支 架 易 被 冲垮 塌 落 ， 道 易 冒 交 巷
顶 ， 乏抗灾 能 力 。 因此 ， 革 Ｕ 型 钢 巷 道 交 岔 点 缺 改 支护 技 术有着 极其 重要 的意义 。
１ 试 验 区概 况
芦 沟 煤矿 位 于 新 密煤 田 的东 北 部 ， 采 二叠 系 主
一
砂质 泥岩 、 细砂 岩 ， ４～１ 基本 底 为 Ｌ 灰 厚 ６ ｍ； ，一 岩 ， １ 厚 ５ｍ。从 整 个 煤 层 的 赋 存 条 件 看 ， “ 软 ” 属 三
侧 仍采用拱形 Ｕ型钢支架 柱腿 ， 点一侧靠 梁端 交岔
（） ３ 交岔 点 过 后 ， 特 制 的 Ｕ 形 螺 杆 夹 板 式 卡 用
供 应 管理 改革 尝试 ， 足 了 各级 用 户 的业 务及 管 理 满 上的需 要 ， 减轻 了业 务人 员 的劳 动强 度 ， 高 了Ｔ作 提
一种可缩型双腿U型钢棚的应用
一种可缩型双腿U型钢棚的应用摘要：煤矿巷道施工后，由于矿压大，巷道显现出顶板下坠、两帮侧压出等现象的发生，造成了巷道出现不同程度的诱发位移冲击。
设计了优化支护方式，采用在原支护（锚网索带支护）的基础上复可缩型双腿U型钢棚复合支护效果较好，在巷道断面变形量大的煤矿中，有较好的推广使用价值。
关键词：巷道压力大；断面变小；复合支护；巷道围岩稳定0前言：复合支护（锚网索带支护+可缩型双腿U型钢棚）技术，具有改善巷道围岩性质，受力状态发生变化由被动变主动支护组合加固作用。
对于巷道压力大，顶、底均为泥岩，围岩稳定性较差，复合支护（锚网索带支护+可缩型双腿U型钢棚）技术，掘进速度、功效、安全等诸多优点得到提高，巷修工程明显得到减少，成本得到降低。
1概况1.1大兴煤矿开采2煤层、3煤层，煤层较为松软。
2煤、3煤顶、底板多为泥岩或砂质泥岩，属于典型的“三软（“底软、顶软、煤层软”）煤(岩)层”，且矿井为冲击地压矿井。
巷道岩石见水或潮湿时，软化性质增强、膨胀，体积变大，巷道原有支护除承载上部软岩石自重承载产生的正压力和两帮或软岩克服内部相互摩擦产生的压力外，还有软岩因膨胀所产生的膨胀应力，造成围岩稳定性较差。
1.2辅助水平专回巷，北翼采区专回巷布置在2、3煤中。
根据对2煤层及顶底板进行冲击倾向性鉴定，2、3煤及顶板为弱冲击倾向性，底板岩层为无冲击倾向性。
经冲击地压危险程度评价该巷道局部为弱冲击危险区。
1.3回风巷采用锚网索带支护，岩性松软。
巷道在复可缩型双腿U型钢棚之前变形十分严重，巷道两帮、顶板显现较大的来压变化，底板鼓出，巷道断面变小。
2巷道存在问题及变形原因分析一是地质岩性及状态：顶底板岩性为软岩泥岩、煤层松软，整体围岩稳定性较差。
围岩松软破碎承受外部荷载弱，潮湿后易膨胀、软化，可能会加剧造成巷道变形量。
二是受左、右翼采区巷道围岩变形破坏受应力和采掘活动采动的影响：回风巷受叠加应力，较大的改变了原围岩应力的稳定状态，导致巷道围岩应力重新进行分布，巷道原有稳定状态不再平衡，巷道顶、帮发生较大的变形位移。
U型钢可缩性支架壁后充填-锚注耦合支护技术研究
制 ， 进后 的巷 道 毛断 面 难 以与 支 护体 在周 边 紧密 掘 接触 ， 经常 出现 帮腿扭 曲变 形或 ｕ型 钢 可 缩支 架 向
一
承 载 能 力／ Ｎ ｋ ６２ ９ ３２ ２ ２２ ５ １０ １ ４ ４
侧 倾倒 ， 致还 没有 达 到 ｕ 型钢 可 缩 支架 的设 计 导
时 ， 架便 产生 屈服 缩动 ， 动 的结果使 围岩作 用 于 支 缩
支架 上 的压 力 下 降 ， 而 避 免 了 围岩 的 压 力 大 于支 从 架 的承载力 而 导致 支 架 破 坏 ， 证 了巷 道 的 正 常使 保
用¨ 因此 ， 型 钢 可 缩 性 金 属 支 架 被 广 泛 应 用 。。 ｕ 于许 多煤矿 的 主要 巷 道 和 软 岩 地 段 。在 ｕ型 钢 可 缩 性支 架 的使用 过 程 中 ， 因受 到 巷 道 掘进 方 法 的 限
了支 架受 力条件 ， 支 架通过 充填 层均 匀受力 ， 使 达到 更好 的 支护效 果 。 关键 词 ： ｕ型钢 可缩性 支架 ； 后 充填 ； 注 ； 合 支护 壁 锚 耦 中图分 类号 ：Ｄ ５ Ｔ ３３ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：６ ４６ ８ （０ ０ ０ －１５ ３ １７ －０ ２ ２ １ ）６０ １ － ０ 为 解 决 巷道 围岩 变形 问题 ， 西 一 轨道 大 巷 软 在 岩 巷道 中进 行 了 ｕ型 钢 可 缩性 支 架 壁 后 充 填一 注 锚
等效 截面杆 件 和搭 接 部 分 的 两端 ， 在相 同 的 内力 作
用 下产 生相 同的变形 ， 括相 对 的角变形 和 线变形 。 包
部 采用 可塑性 架棚 支护 。上部南 北 两翼 为 １２ （ ） ２ １ １ 和 １４ （ ） 作 面 ， ２１１工 开采 后受 采 空 区双重 动压 影 响 ，