梯形金属支架支护失效的关键部位分析

为了分析梯形金属支架变形的关键部位,基于普氏地压理论和力法原理,建立了梯形金属支架的力学模型,推导了梯形支架变形关键部位的解析解,分析了不同型号矿工钢支架变形关键部位的强度,讨论了棚柱倾角和岩石内摩擦角对关键部位的影响。计算结果表明,梯形支架在对称载荷作用下,不同型号矿工钢梯形支架棚梁变形的关键部位均在棚梁跨中截面,与载荷大小、冒落拱底宽以及岩石内摩擦角等因素无关;而棚柱变形的关键部位与巷道断面尺寸、冒落拱底宽、棚柱倾角、岩石内摩擦角等因素有关,棚柱关键部位距巷道底板0.55~0.63 m之间;随着棚柱倾角的增大,棚柱变形的关键部位距离巷道底板越远;随着内摩擦角的增大,棚柱变形的关键部位越靠近