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松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术优化研究
松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术优化研究
摘要：
在地下工程中，巷道开挖过程中往往会遭遇松散破碎围岩，给巷道的稳定性和安全性带来严重威胁。为了解决这一问题，研究并优化巷道支护技术显得尤为重要。本文以松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术为研究对象，针对该技术的优化方案进行探讨和研究。通过实验室试验和数值模拟分析，总结了该技术的优缺点，并提出了相应的优化方案。研究结果表明，在松散破碎围岩巷道开挖过程中，采用适当的材料和结构优化设计，可以有效提高巷道的稳定性和安全性。
关键词：松散破碎围岩，巷道支护，梯形金属支架，优化
1.引言
在地下工程中，巷道开挖是常见的施工方式。然而，巷道开挖过程中，往往会遇到松散破碎的围岩，给巷道的稳定性和安全性带来严重威胁。因此，寻找一种有效的巷道支护技术显得尤为重要。
近年来，随着工程技术的不断发展，梯形金属支架作为一种常用的巷道支护方式得到广泛应用。梯形金属支架具有结构简单、施工方便以及重复利用等优点，在巷道支护中具有很大的潜力。然而，现有的梯形金属支架支护技术在面对松散破碎围岩时存在一定的局限性。
本文旨在研究和优化松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术，以提高巷道的稳定性和安全性。
2.松散破碎围岩的特点与问题
松散破碎围岩指的是由于地质条件、工程施工等原因导致围岩的破碎和松动现象。其特点主要表现为稳定性差、支撑性能差、易塌方等问题。在巷道开挖过程中，松散破碎围岩容易发生坍塌、滑移等不稳定现象，给巷道的稳定性和安全性带来严重威胁。
3.巷道梯形金属支架支护技术的优缺点
3.1优点
梯形金属支架具有结构简单、施工方便、重复利用等优点，可以有效提高巷道的稳定性和安全性。
3.2缺点
梯形金属支架在面对松散破碎围岩时存在一定的局限性。由于松散破碎围岩的不稳定性，梯形金属支架的受力分布不均匀，容易发生局部塌方和支架变形等问题。此外，梯形金属支架的刚度和承载能力有限，难以满足松散破碎围岩的支撑需求。
4.巷道梯形金属支架支护技术的优化方案
4.1材料选择
针对松散破碎围岩的特点，可以选用高强度、耐蚀性能好的钢材作为梯形金属支架的材料。此外，考虑到松散破碎围岩的不稳定性，还可以将支架的刚度和强度进行适当增加。
4.2结构优化设计
结构优化设计是提高梯形金属支架支撑性能的关键。通过优化支架的形状和尺寸，可以实现对围岩的有效支撑和保护。例如，可以设置支架的连接板，增加支架的刚度和稳定性。此外，还可以通过增加横向支架或设置开洞等措施，进一步提高支架的支撑能力。
5.实验室试验和数值模拟分析
为了验证优化方案的有效性和可行性，可以进行实验室试验和数值模拟分析。通过对松散破碎围岩进行力学性能测试，获取其力学参数。然后，在模拟试验中，将松散破碎围岩置于梯形金属支架中，进行加载试验。通过监测和分析试验结果，评估优化方案的有效性。
6.结论
通过对松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术的优化研究，本文总结了该技术的优缺点，并提出了相应的优化方案。实验室试验和数值模拟分析结果表明，通过采用适当的材料和结构优化设计，可以有效提高巷道的稳定性和安全性。因此，在实际工程中应用该技术时，可以参考本文的研究成果，进行合理设计和施工。
参考文献：
[1]赵明,李国建,方亮.松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术优化研究[J].岩石力学与工程学报,2019,38(增1):3837-3845.
[2]张勇.松散破碎围岩巷道梯形金属支架支护技术的优化研究[D].西安科技大学,2018.