顶升可缩式钢管混凝土支柱试验研究与工程应用

• Published in: 煤炭学报 Vol. 47; no. 8; pp. 3052 - 3068
• Main Authors: 王军, 杨光, 黄万朋, 张涛, 邢鲁义
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室,山东济南250101%山东建筑大学土木工程学院,山东济南 250101%山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590%临矿集团鲁西煤矿,山东济宁 273512 01.08.2022; 山东建筑大学土木工程学院,山东济南 250101
• Subjects: 沿空留巷; 顶升接顶; 钢管混凝土支柱; 木结构可缩性; 长短柱承载力
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2021.1621

TD353; 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.