顶升可缩式钢管混凝土支柱试验研究与工程应用

摘要：

针对沿空留巷巷旁支护存在的问题,提出基于顶升可缩式钢管混凝土支柱的巷旁支护技术.设计了顶升可缩式钢管混凝土支柱结构与留巷工艺,为验证该支柱增阻让压性能,开展了不同让压结构的可缩承载试验,研究表明:杨木可缩阶段承载力200 kN、极值承载力700 kN,松木可缩阶段承载力500 kN、极值承载力900 kN,钢筋网柱可缩阶段承载力400 kN、极值承载力750 kN,以松木的压缩率最高,达到77.7％,可见,松木更适合作为让压结构.通过分析钢管混凝土短柱和长柱承载力试验结果,验证了钢管混凝土支柱高承载力特征,修正了支柱承载力长细比折减系数,优化了顶升可缩式钢管混凝土支柱承载力计算公式.通过文献分析选取了合理的巷旁支护阻力和压缩量计算方法,以鲁西煤矿3下A02工作面沿空留巷为例,进行了巷旁支护阻力和压缩量计算分析,以试验研究为基础,开展了顶升可缩式钢管混凝土支柱结构设计、支柱受力分析和工程实践研究.实践表明采用单排φ299 mm×10 mm顶升可缩式钢管混凝土支柱+一排φ21.6 mm×10 300 mm控顶锚索的巷旁支护,辅以挡风帘+网喷层的采空区隔离方案,能够保证沿空留巷长期稳定,该技术具有顶升初撑效果好、增阻变形能力强、支护承载力高等特点,在基本顶沉降运动剧烈的留巷工程中具有较好的应用前景,若进一步配合采空区侧切顶卸压和支柱外壳钢管回收复用,留巷效果将更优.

关键词：钢管混凝土支柱、顶升接顶、木结构可缩性、沿空留巷、长短柱承载力

所属期刊栏目：47

分类号：TD353(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;山东省博士后创新资助项目;山东省高等学校土木结构防灾减灾协同创新中心资助项目

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：3052-3068