本课题是基于淮北芦岭矿Ⅱ829-1工作面机巷的实际地质概况分析U型钢支架的破坏特征及破坏机理,并以此作为合理选择U型钢支架参数和方案的有力支撑依据。通过有限元数值模拟软件对所选择的几种影响型钢承载能力的因素进行分析,并结合现场工程实际,对型钢支架的结构特性进行分析。最后综合实验室试验,数值模拟及理论分析提出适合现场工程实际的支护方案。(1)结合芦岭矿8煤工程实例分析围岩破坏特征和U型钢支架的承载特点及破坏机理。(2)概述几种影响型钢支架承载性能的常见因素,并利用SolidWorks数值模拟软件对包括截面积、跨高比、腿形、底部固定方式等几种影响因素进行均匀、非均匀(肩部、帮部、顶部集中)载荷作用下的支护性能进行分析。(3)综合现场实测及数值模拟结果,分析支架的结构薄弱段,并提出结构补偿原理及原则。利用数值模拟软件对支架补偿前后承载能力进行分析。(4)综上实验结果,对支架载荷形式、跨高比、约束力大小及位置建立四因素四水平正交实验。以此得出各因素的影响主次顺序和最优组合方案。最终为现场合理支护提供参考,并测试效果。通过对工程现场顶底板位移和两帮位移移近率及液压枕数据实测分析,得出巷道稳定性较好。验证了支护方案的可行性。