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煤矿软岩巷道支护中,全封闭U型钢支架应用广泛。巷道实际支护过程中,由于全封闭U型钢支架承载力计算值误差大,导致U型钢支架的承载力值与高地应力软岩巷道围岩压力不匹配,常常发生支架承载结构失稳破坏的现象。本文建立全封闭U型钢支架力学模型,将架腿和顶梁、底拱相互关联,确定全封闭U型钢支架在外载荷作用下的承载能力的公式,提高全封闭马蹄形及直腿半圆拱U型钢支架的承载力计算结果的准确性,可以更好地指导U型钢支架巷道的支护设计及参数确定。本文建立了全封闭马蹄形U型钢支架及全封闭直腿半圆拱U型钢支架外载自平衡的闭合支架力学模型,根据闭合支架外载分布的自平衡关联关系,确定了外载系数关联公式;建立了全封闭马蹄形U型钢支架及全封闭直腿半圆拱U型钢支架分解力学模型,计算分析了可缩、高阻力两类支架的内力,得出支架承载力公式。理论计算结果得出,马蹄形全封闭和直腿半圆拱全封闭支架均为可缩支架发生搭接段滑移破坏,高阻力支架(初期设定让压可缩量,可缩量完成后为刚性支架)发生弯矩破坏。当支架间距取0.5m时,计算得出马蹄形全封闭可缩支架支护强度为0.167MPa,高阻力支架的支护强度为0.257MPa;直腿半圆拱全封闭可缩支架的支护强度为0.0936MPa,高阻力支架为0.162MPa。此外,应用数值计算,进行全封闭马蹄形和全封闭直腿半圆拱U型钢支架数值模拟计算。数值计算结果得出,马蹄形全封闭和直腿半圆拱全封闭支架均为可缩支架搭接段发生滑移破坏,高阻力支架发生弯矩破坏。当支架间距取0.5m时,计算得出全封闭马蹄形可缩支架支护强度为0.179MPa,高阻力支架的支护强度为0.247MPa;全封闭直腿半圆拱可缩支架的支护强度为0.107MPa,高阻力支架为0.155MPa。数值计算结果与理论计算基本一致。理论与数值计算结果可知,全封闭马蹄形和全封闭直腿半圆拱U型钢支架均为可缩支架发生搭接段滑移破坏,高阻力支架发生弯矩破坏。