矿用U 型钢加工开裂原因分析

供稿|凌含聪，李建春，张万庆 /

作者单位：河钢集团唐钢新区，河北 唐山 063611

随着煤炭开采深度的增加，尤其中原地区部分煤矿已开采到地下千米深，开采井下环境越来越复杂，巷道断面不断增大，巷道承受矿压也明显增加，对巷道支护强度提出越来越高的要求。经过长期的实践，矿用U 型钢加工成的可伸缩性拱形金属支架获得了广泛的应用，该支架具有承载能力强、有一定的可伸缩性、维修量小、复用次数高等一系列优点，还可以延长巷道使用寿命，改善安全生产。

唐钢中型作业区1964 年开始研制、生产矿用支护型钢，先后开发18U、25U、29U、36U、40U，材质主要为20MnK、Q400。唐钢中型作业区着力于U 型钢的标准制定，工艺技术的完善，产品规格系列化，建立了按国际先进标准组织生产的工艺生产路线，形成了年产系列矿用U 型钢40 万t 的生产能力，产品在国内的覆盖面达40%以上，成为我国矿用U 型钢最早也是最主要的生产厂家。

生产工艺

U 型钢作为制造煤矿巷道柔性金属支架的主要型钢，具有诸多优点：优良的力学性能、较高的抗拉、抗压强度和良好的韧性性能，有利于提高支架承载能力。唐钢生产矿用U 型钢成分和性能如表1和表2。U 型钢的抗弯截面模量在纵向和横向上比较接近，材料使用比较经济，同时有利于提高支架的稳定性。U 型钢连锁后在锁紧和受力过程中，上下型钢能内外吻合，接触面积大，滑移平稳，并使其受力良好。U 型钢的几何形状还有利于钢材轧制、支架的加工制造以及修理、搬运[1]。……