煤炭工程

作者：张海涛,刘宇轩,唐家瑞,赵俊鹏,周建林,姜汉泽,崔建博

单位：1. 天地科技股份有限公司，北京 1000132. 中煤科工开采研究院有限公司，北京 1000133. 中国矿业大学（北京）隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室，北京 1000834. 中国矿业大学（北京）力学与土木工程学院，北京 100083

关键词：切顶成巷,挡矸结构,可缩U 型钢,受力机制,力学性能,

以沙曲煤矿4303工作面为工程背景，针对巷道挡矸结构抗弯曲能力不足，对工字钢和可缩U 型钢挡矸支护结构进行对比研究。通过理论分析、数值模拟和现场应用等方法，对矸石护帮挡矸支护结构进行对比。首先，通过理论分析的方法明确挡矸结构的受力机制，将挡矸结构等价于简支梁结构，建立挡矸结构力学模型，对比分析两种挡矸结构抗弯曲能力。其次，运用ABAQUS数值模拟软件建立工字钢和可缩U型钢挡杆结构模型，对比相同受力状态下的工字钢和可缩U型钢挡矸结构的弯曲特征，对比不同搭接长度的可缩U型钢挡矸结构的弯曲特征，结果表明：可缩U型钢挡矸结构比工字钢挡矸结构具有更好的抗弯性能，增大搭接长度可以提高挡矸结构的抗弯性能。最后，在以上研究的基础上，提出了合理的可缩U型钢挡矸结构现场设计方案。

来源：2025年第11期

《煤炭工程》期刊编辑部

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