特殊U型鋼棚交岔點開口支護技術(shù)應用

1、特殊u型鋼棚交岔點開口支護技術(shù)應用摘要：通過對u型鋼巷道交岔點開口綜合支護技術(shù)的探索, 能有效解決巷道抗壓能力低、支架變形快、不易維護等問 題，并且給通風管理、運料管理、行人等方面均創(chuàng)造了良好 的條件，有較好的推廣應用價值。本文主要就特殊u型鋼棚 交岔點開口支護技術(shù)的應用進行探討，并作出總結(jié)。關(guān)鍵詞：特殊u型鋼 開口支護技術(shù)1項目立項背景隨著煤礦開采深度的增加，受地質(zhì)構(gòu)造和生產(chǎn)條件的影 響，九礦的開口及變向巷道逐漸增加、礦山壓力越來越大， 而且伴隨著水患，因此對巷道支護要求越來越高。通過對u 型鋼巷道交岔點開口綜合支護技術(shù)的探索，有效解決了抗壓 能力低、支架變形快、不易維護等問題，并且給通風管

2、理、 運料管理、行人等方面均創(chuàng)造了良好的條件，有較好的推廣 應用價值。日前，九礦施工的準備巷道（煤巷掘進工作面） 及回采巷道（切眼除外）中有至少90%的u型鋼支架，巷道 開口及變向部分占5%,將u型鋼開口設(shè)置在十字口或丁字口 處。目前采用的u型鋼支架支護的承壓狀態(tài)和使用壽命一般 不長，而工字鋼支架的支護情況略好一些，而且u型鋼支護 在技術(shù)上仍存在難以克服的問題，如近幾年u型鋼支護主要 利用礦用工字鋼對開口 u型鋼巷道頂梁進行聯(lián)鎖加固，再通 過u型鋼棚雙向開口的設(shè)計來處理巷道交岔點（十字口支 護），這種設(shè)計在施工時極易因頂板控制不嚴而使頂煤冒落, 導致支架變形，進行設(shè)備維護時也不利于設(shè)備裝卸。鑒

3、于此, 筆者廣泛查閱工程資料，參照u型鋼支架的支護特點，從技 術(shù)層面對u型鋼支護巷道交岔點的設(shè)計進行了理論研究和實 踐探討。2技術(shù)方案的論證近兩年，九礦巷道使用的型鋼支護多為29u和36u的， 巷道丁字口處通過礦用工字鋼對開口位置u型鋼梁進行聯(lián)鎖 加固，即直接沿用u型鋼開口的設(shè)計來處理巷道丁字口開口。 加固時開口幫2道抬梁，對幫1道抬梁，可以采用簡單的操 作工序直接在開口處施工；目前對于u型鋼交岔點開口設(shè)計 在技術(shù)處理上仍沒有較大突破，加之地質(zhì)構(gòu)造復雜多變，交 岔點u型鋼支架受壓下沉量較大，因此而加重支架變形程度, 不利于開展后期維護工作，諸多問題頻頻出現(xiàn)，不利于實現(xiàn) 建設(shè)現(xiàn)代化礦井的目標。如

4、果開口角度為60-90度，就能在 u型鋼開口處進行施工，參照施工設(shè)計圖采用小圈幫并棚轉(zhuǎn) 弦施工，將大大降低施工難度。如果開口角度達不到60度, 就不能進行小圈幫并棚轉(zhuǎn)弦施工，而是改用礦用工字鋼穿棚 開口施工設(shè)計，但是一般情況下開口斷面小，礦用工鋼支架 受壓后容易加快其變形程度，給運輸和設(shè)備維護帶來較大困 難。巷道開后主要用于原料運輸，開口角度取決于轉(zhuǎn)弦半徑 （要滿足軌道鋪設(shè)），因此，目前常采用小角度開口的設(shè)計 進行巷道開口施工。3開口技術(shù)方案的確定根據(jù)施工設(shè)計，在u型鋼巷道施工進行至開口處，必須 快速轉(zhuǎn)換成特殊u型鋼支架支護，特殊u型鋼支架施工到位 后，應該在開口中心及對幫分別聯(lián)鎖2道和1道抬

5、棚梁；再 通過打錨索用托板加固法加固交岔點特殊u型鋼支架；下一 步要參照架棚工藝設(shè)計，將40m和35m的礦用工鋼雙抬棚架 設(shè)在打錨索托板（開口幫）處，為避免礦用工字鋼雙抬棚受 到側(cè)壓導致支架變形，不利于行人和運輸，所以要求礦用工 字鋼雙抬棚必須貼緊反俄齒。圖1和圖2為10. 5m2和9. 01m2u 型鋼開口梁設(shè)計。4應用情況分析架設(shè)好特殊u型鋼支架以后，要盡快對其進加固，筆者 每周都會勘察了支架情況，全面記錄了相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)對支 架進行加固后便不再出現(xiàn)支架變形的問題，觀察結(jié)果表明， 可以采用錨索加固法加固特殊u型鋼支架。對圖3所示的u型鋼開口設(shè)計方案進行長期經(jīng)過長期觀 察論證后，發(fā)現(xiàn)該設(shè)計方

6、案能夠大大提高支架的抗壓能力， 支架整體承壓狀態(tài)安全可靠，符合質(zhì)量標準化要求。原來的 u型鋼四抬棚支護現(xiàn)在可改用六抬棚支護，提高支護強度。 另外，該設(shè)計方案針對原有的擴修交岔點斷面大且高于原交 岔點巷道的技術(shù)難題，仍未實現(xiàn)對彎梁的加工，因此，還需 要繼續(xù)探究特殊u型鋼支架十字口施工辦法。5效益分析5.1經(jīng)濟效益由于原u型鋼支護巷道開口處支護強度 和抗壓力都比較弱，會加速支架變形，不利于設(shè)備維護。據(jù) 近些年u型鋼支護丁字口施工方案的研究，發(fā)現(xiàn)u型鋼支架 自身具備可縮的優(yōu)點，但就目前施工技術(shù)而言，開口處每隔 半年就要擴修維護；按每項返修工程850元/m來算，每個長 約6m的丁字口所需維修費用為51

7、00元，每個u型鋼支護丁 字頭全年的維修費用高達10200元。結(jié)合目前特殊u型鋼支 架的觀察數(shù)據(jù)，可將原維護期限由半年一次延長至一年一 次，這樣每個丁字口一年可節(jié)省5000元的維修費，全年總 的維修費用可節(jié)省至少20萬元。由此可見，特殊u型鋼支 護丁字口設(shè)計將帶來巨大的利潤收益。5.2安全效益原u型鋼支架開口施工采用礦工字鋼上 抬棚梁直接開口的設(shè)計方案，但考慮到煤料運輸需求和支架 受壓情況，要將2條u型鋼腿或開口幫1摘除，以降低支架 抗壓能力，減緩支架變形程度；此外，由于很難將俄棚支護 設(shè)置在開口幫處，側(cè)壓將大大破壞對開口支護的穩(wěn)定狀態(tài)。 而特殊u型鋼支架設(shè)計無需摘除鋼腿，就加大了支架的抗壓 能力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固不易變形，相較于u型鋼支架設(shè)計來說更為 安全可靠。參考文獻：1 胡艷峰，謝文兵，趙晨光，荊升國.u型鋼可縮性支 架壁后充填應力分散技術(shù)研究j.煤炭工程，2007 (07).2 尤春安.u型鋼可縮