管廊支架的應(yīng)用:
隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展,煤炭開(kāi)采深度不斷加大,加上機(jī)械化生產(chǎn)水平的不斷提高和礦井高產(chǎn)高效的要求,管廊支護(hù)條件越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)管廊的支護(hù)效果提出了更高的要求:
管廊地壓不斷加大,維護(hù)條件越來(lái)越復(fù)雜;
為適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)要求,管廊斷面不斷加大;
管廊施工速度不斷提高,施工機(jī)械化水平越來(lái)越高;
對(duì)管廊的變形要求更加嚴(yán)格;
對(duì)管廊支護(hù)可靠性要求更高,如果對(duì)管廊進(jìn)行修復(fù),將對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生更大的影響。
因此,管廊成品支架作為一種有效的支護(hù)方式,受到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。
在國(guó)外,金屬支架應(yīng)用很廣泛,發(fā)展很快,尤其是聯(lián)邦德國(guó)海因茨曼公司生產(chǎn)的TH型鋼支架自30年代問(wèn)世后,對(duì)世界各國(guó)的井下支護(hù)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。繼聯(lián)邦德國(guó)之后,前蘇聯(lián)、波蘭、英國(guó)、美國(guó)、比利時(shí)也發(fā)展了各自的型鋼支架,以適應(yīng)各種不同維護(hù)條件的管廊支護(hù)要求。
我國(guó)對(duì)管廊成品支架的研究、應(yīng)用起步較晚,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有一定的差距,在金屬支架的設(shè)計(jì)、研制和應(yīng)用等方面,主要是參照國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),自60年代U型鋼支架先先應(yīng)用以來(lái),金屬支架在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展也取得不少可喜成績(jī):專(zhuān)門(mén)作為支架的型鋼由原來(lái)的18號(hào)U型鋼和9號(hào)礦用工字鋼,發(fā)展到現(xiàn)在有18號(hào)、25號(hào)、29號(hào)及36號(hào)U型鋼和9號(hào)、11號(hào)、12號(hào)礦用工字鋼系列產(chǎn)品,1986年我國(guó)設(shè)計(jì)編制了較前個(gè)統(tǒng)配煤礦《管廊金屬支架系列》,標(biāo)志著礦山金屬支架支護(hù)走向正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化,是管廊金屬支架應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。目前國(guó)內(nèi)也已生產(chǎn)了高質(zhì)U型鋼,使支架強(qiáng)度大大提高。
拱形管廊支架:圓拱在均勻靜水壓力g作用下有穩(wěn)定性問(wèn)題,當(dāng)值較小 時(shí),如果忽略軸向變形,則圓拱內(nèi)只產(chǎn)生軸向壓力而沒(méi)有彎矩和剪力,即處于初始無(wú)彎矩狀態(tài)。當(dāng)荷載g達(dá)某一極限值時(shí), 圓拱會(huì)突然發(fā)生屈曲,產(chǎn)生偏離原軸線形式的變形,從而喪失穩(wěn)定性。
下面建立圓拱穩(wěn)定微分方程,考慮圓拱屈曲后的受力狀態(tài)從圓弧拱中取微弧段辦。如圖6-2所示,圓弧段屈曲之前,只 有軸力W,而剪力和彎矩M均為零,屈曲后,軸力%增加了,同時(shí)產(chǎn)生彎矩M和剪力曲率半徑由原來(lái)的變化為根據(jù)問(wèn)題的邊界條件,可以獲得含有積分常數(shù)C6的代數(shù)方程,這時(shí)要求力不全為零的解,從而獲得圓拱穩(wěn)定問(wèn)題的特征方程,即可求臨界荷載。