高延法——钢管混凝土支架2014.4.12.pptVIP

深井软岩巷道钢管混凝土支架支护理论与技术 ;内 容 提 要 ;我国现有约50%的探明煤炭储量埋深大于1000m； 我国煤矿采深正以8-12m/年的速度增加； 国内采深达到1000m的矿井已经有50多处，其中： 山东新汶5处，淄博5处，肥城 临沂 枣庄等11处； 东北龙煤鸡西等5处； 河北开滦与冀中能源4处； 江苏徐州与大屯7处； 河南平顶山4处； 安徽淮北淮南等6处。;国外煤矿深井开采状况 德国 ： 最大开采深度达到1500m； 俄罗斯：顿巴斯矿区已有30多个矿井采深大于1350m； 波兰： 开采深度已达1200m； 英国： 开采深度曾达到1100m；;深井、软岩和动压巷道支护，依然是煤矿生产中的技术难题 锚喷支护也有一定的适用条件 现有的U型钢支架支护能力有限 研发支护能力强大，价格相对较低的支架与支护方案，是深井、软岩和动压巷道重要的发展方向;钢管混凝土支架-----思路的提出，2004年夏 软岩巷道------锚喷+ U型钢复合支护------巷道变形严重， U型钢横断面为U形，其抗弯能力与方向有关， 钢管行断面为圆形，其抗弯能力与方向无关； 钢管内若充填混凝土，则其承压能力、抗弯能力将提高。;钢管混凝土是在钢管外壳内填装混凝土组成的 现代构件 工作原理： 钢管壳约束作用---使混凝土处于三向受压状态， 从而使夹心混凝土具有更高的抗压强度， 内填混凝土与钢管管壳共同承受轴向压力； 结构优点： 钢管混凝土构件具有圆柱状外形， 是当前最科学、最合理的截面形状， 抗弯刚度大，无异向性，不易扭曲变形。;1 钢管混凝土结构概述;由于钢管混凝土结构具有突出的优点，该项技术近几十年来在国内外建筑工程领域获得了广泛的应用。 例如：拱桥、公路立交桥、地铁车站、高层楼房建筑等。;钢管混凝土拱桥到2005年我国就已经有200余座;图3 多肋钢管砼连拱--郑州黄河大桥 ;深圳赛格广场楼高355.8米 是钢管混凝土结构大厦;2 钢管混凝土承载能力计算理论;蔡绍怀，研究员，博士生导师 主要研究钢管混凝土结构理论和工程应用 国家核安全专家委员会专业组成员 中国钢结构协会理事 钢-混凝土组合结构协会理事长 《建筑结构学报》编委 美国混凝土学会 ACI363高强混凝土委员会国际委员。;根据《现代钢管混凝土结构（修订版）》， 钢管混凝土结构轴压短柱极限承载力设计值为：;钢管φ194×6.5，30kg/m, f s=215N/mm2 ， As=3827mm2 混凝土型号C40，φ181， f c=19.1N/mm2 , Ac=25717mm2 套箍指标 θ=1.675; 钢管混凝土短柱的理论极限承载力为： N0=1950KN; U29型钢短柱极限承载能力约为823KN 重量近似相等，钢管混凝土承载能力是U29型钢2.37倍;;钢管混凝土支架性能实验;3.1 校内--钢管混凝土支架实验 2006.7;实验控制台与圆形钢管混凝土支架;变形后的钢混支架 ;3.2 在清华大学--钢管混凝土支架实验 2008.5;钢管型号：φ140×4.5，15kg/m； 支架承载能力：1504KN； 支架破坏方式：加载到1504KN时，左上角套管崩裂。;3.3 在清华大学--支架承压性能实验2009.4;U29型钢极限承载能力只有400KN 钢管混凝土支架承载能力φ194×8mm 是U29型钢支架的5倍;3.4 钢管混凝土短柱----轴向压缩实验;为井下灌注混凝土，支架开有注浆孔 补强措施： 1、钢板强化 2、注浆短管内插 3、加封孔塞 ;钢管混凝土直梁纯弯实验;3.7 钢管混凝土支架----抗弯能力实验;3.8 获得国家发明专利专利号：200610113801.4;4 钢管混凝土支架应用实例;实验巷道选在开滦钱家营煤矿八采区轨道下山 ，位于–600水平西大巷 ，埋深约650m。 实验巷道段共安装钢管混凝土支架30架。 钢管混凝土支架断面形状采用直墙半圆拱。 巷道位于12-1煤层以下2-16m，岩性为中砂岩、细沙岩、粉砂岩。;支护钢管选用Φ140×8.5mm无缝钢管，单位长度重量为27.57kg/m。 接头套管Φ168×10mm无缝钢管，单位长度重量为31.68kg/m。;支架整体结构示意图 ;钢混支架巷道整体效果图 ;钱家