U型鋼支架破壞情況的分析

U型鋼支架遭受破壞的主要形式及原因在三水平軌道下山的翻修中，通過對各段U型鋼支架破壞情況的分析，其破壞形式和原因主要有以下3種。??

1、柱腿的L形破壞：柱腿部位遭受強(qiáng)大的壓力，在一側(cè)或兩側(cè)發(fā)生L形彎曲變形，甚至在彎曲處發(fā)生斷裂現(xiàn)象，俗稱“下跪腿”。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生使柱腿上部分隨之向巷道中間移動(dòng)，縮小了柱腿與頂粱接口到巷道中心的距離，使頂粱兩側(cè)在上部荷載的作用下，沿柱腿凹槽向下滑動(dòng)，從而造成巷道圍巖位移增大，斷面收縮。以這種形式破壞的u型鋼支架，主要發(fā)生在潮濕的砂質(zhì)泥巖處，該處或有水流通過，或在導(dǎo)水小斷層附近。?? ????

U型鋼支架被破壞的原因：該處巖石為軟弱泥巖．具有吸水膨脹、降低甚至喪失承載能力的特性(曾傲試驗(yàn)，這種巖石在地面通風(fēng)和潮濕的地方，一個(gè)月左右就會因受侵蝕而松散成一堆，體積膨脹為原來的幾倍，承載力大大降低)。當(dāng)有水流通過時(shí)．巖石吸水膨脹．產(chǎn)生巨大的變形能，迫使柱腿向巷道中間阻力較小的或沒-N阻力的地方移動(dòng)。如果柱腿栽得較牢而上部又受到頂梁的牽制時(shí)，就會使柱腿被掩埋的以上部位發(fā)生變形，柱腿伸長彎曲，直至變成L形狀，使支架受到損壞。??

2、頂梁一字形和v形破壞頂粱在上部均布荷載的作用下．沿柱腿上凹槽向下滑動(dòng)，至一定部位．因受到柱腿和卡子的限制而不能再滑。此時(shí)頂粱受上部圍巖壓力。使頂梁拱部發(fā)生位移。輕微者會使頂粱扁平，嚴(yán)重者則使之呈現(xiàn)出輕度的V形。而且這種變形還可能將壓力傳遞給柱腿。在頂粱與柱腿接口處形成壓力集中，使之開裂破壞。通過分析發(fā)現(xiàn)，這種形式的破壞主要發(fā)生在受上部采煤工作面影響較大的地段。上部工作面采動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生采動(dòng)地壓．其峰值為靜壓時(shí)的3～5倍．加之跳采形成的2個(gè)移動(dòng)著的應(yīng)力疊加區(qū)的影響．從而導(dǎo)致支架長時(shí)間處在壓力增高區(qū)內(nèi)．荷載愈來愈大。U型鋼支架因頂粱承受巨大壓力而發(fā)生變形，拱部變成一字形，嚴(yán)重的使之變成平緩的v形。??

3、U型鋼支架的s形和磺粱的桃形破壞在整修巷道時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)，部分鋼支架發(fā)生整體變形，呈不規(guī)則的歪s形，或頂粱被向上方、支架的一側(cè)擠出，呈現(xiàn)各種桃形，且這種破壞形式隨機(jī)分布在巷道各處。我們分析認(rèn)為，這種形式破壞的直接原因是支架沒有受到均衡載荷或雖受到均衡載荷而支架兩腿之間存在力偶矩。間接原因是架設(shè)支架時(shí)沒有控制好架設(shè)質(zhì)量。架設(shè)u型鋼支架后，支架受力而產(chǎn)生變形。如果此時(shí)有空幫、空頂現(xiàn)象存在，支架變形就會向不受阻礙的空幫、空頂處發(fā)展，久而久之，就會把該處擠出，形成各種各樣的桃形。如果在架設(shè)鋼支架時(shí)，出現(xiàn)邁步現(xiàn)象，會使支架在兩側(cè)受壓形成力偶，造成支架整體發(fā)生扭曲，成不規(guī)則的S形。