随着煤炭開采深度的增加，尤其中(zhōng)原地區(qū)部分(fēn)煤礦已開采到地下千米深，開采井下環境越來越複雜，巷道斷面不斷增大，巷道承受礦壓也明顯增加，對巷道支護強度提出越來越高的要求。經過長(cháng)期的實踐，礦用(yòng)U型鋼加工(gōng)成的可(kě)伸縮性拱形金屬支架獲得了廣泛的應用(yòng)，該支架具(jù)有(yǒu)承載能(néng)力強、有(yǒu)一定的可(kě)伸縮性、維修量小(xiǎo)、複用(yòng)次數高等一系列優點，還可(kě)以延長(cháng)巷道使用(yòng)壽命，改善安(ān)全生産(chǎn)。
唐鋼中(zhōng)型作(zuò)業區(qū)1964年開始研制、生産(chǎn)礦用(yòng)支護型鋼，先後開發18U、25U、29U、36U、40U，材質(zhì)主要為(wèi)20MnK、Q400。唐鋼中(zhōng)型作(zuò)業區(qū)着力于U型鋼的标準制定，工(gōng)藝技(jì )術的完善，産(chǎn)品規格系列化，建立了按國(guó)際先進标準組織生産(chǎn)的工(gōng)藝生産(chǎn)路線(xiàn)，形成了年産(chǎn)系列礦用(yòng)U型鋼40萬t的生産(chǎn)能(néng)力，産(chǎn)品在國(guó)内的覆蓋面達40%以上，成為(wèi)我國(guó)礦用(yòng)U型鋼最早也是最主要的生産(chǎn)廠家。
1. 生産(chǎn)工(gōng)藝
U型鋼作(zuò)為(wèi)制造煤礦巷道柔性金屬支架的主要型鋼，具(jù)有(yǒu)諸多(duō)優點：優良的力學(xué)性能(néng)、較高的抗拉、抗壓強度和良好的韌性性能(néng)，有(yǒu)利于提高支架承載能(néng)力。唐鋼生産(chǎn)礦用(yòng)U型鋼成分(fēn)和性能(néng)如表1和表2。U型鋼的抗彎截面模量在縱向和橫向上比較接近，材料使用(yòng)比較經濟，同時有(yǒu)利于提高支架的穩定性。U型鋼連鎖後在鎖緊和受力過程中(zhōng)，上下型鋼能(néng)内外吻合，接觸面積大，滑移平穩，并使其受力良好。U型鋼的幾何形狀還有(yǒu)利于鋼材軋制、支架的加工(gōng)制造以及修理(lǐ)、搬運[1]。因此礦用(yòng)U型鋼在國(guó)内外得到廣泛使用(yòng)。
U型鋼生産(chǎn)工(gōng)藝流程如圖1所示。
2. 開裂原因分(fēn)析
礦用(yòng)U型鋼拱形支架是由三節(或多(duō)節)U型鋼構件組成，并用(yòng)螺栓箍緊如圖2所示。U型鋼可(kě)縮性支架具(jù)有(yǒu)良好的伸縮性，連接(卡緊)裝(zhuāng)置有(yǒu)一定摩擦力，支架足夠的初撐力，斷面利用(yòng)率高，承載能(néng)力比同規格的金屬支架大，穩定性好等優點。
