小河煤矿丁字交岔点支护新技术研究

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摘要：随着U型钢支护在告成煤矿的广泛应用，矿工字钢在丁字交岔点抬门与U型钢支护巷道不太匹配，我们通过技术革新，自主创研了L型梁支架抬门技术，解决了丁字岔点采用机规合一运输的问题，减少了劳动强度，逐步代替了传统的工字钢抬门技术。

关键词：L型梁；丁字交岔点；抬门；新技术

中图分类号：N39

1 概述

随着大型机械化矿井的创建，U型钢支护技术已在告成煤矿软岩及煤巷施工中得到广泛应用，但在丁字口巷道抬门过程中，仍旧使用矿工字钢，配合垛子梁、将军柱抬门，这种抬门技术与U型钢支护不太匹配，支护效果也普遍较差。为此，从保障巷道长期支护效果和减少成本的角度出发，告成矿通过技术攻关，自主创研了一套系统化的支护设计体系，即U型钢巷道丁字交岔点L型梁支架抬门支护技术，目前已在13、21采区的多个掘进工作面进行应用，通过人工矿压观测的数据显示，支护效果良好。

2 L型梁支架的设计依据

L型梁支架的规格标准是根据主枝巷道支护断面需要进行设计加工，主要从以下三个方面考虑：

2.1 首先考虑的是巷道净宽和净高。根据主枝巷道的宽度和高度来设计L型梁的直梁长度和采用的U型钢型号。L型梁设计的规格标准为：直梁长（L平）为巷道设计净宽+0.5m，以确保巷道有足够的宽度和满足暗抬门的要求；圆弧段长（L圆弧）为设计支架梁圆弧长度的二分之一（L型梁设计图，如附图1）。

2.2 其次考虑的是端头支架的固定和开口帮柱腿的架设。在直梁梁头采用两道U型钢短节焊接为反戗梁齿限位、固定端头和开口帮柱腿，以防止支架受压后倾斜。第一道梁齿用于固定工字钢柱腿，设计长为0.4m，高30～50mm第二道梁齿用于固定端头支架，设计长0.1m，高100～150mm，。

2.3 最后考虑的是L型梁架设过程中的临时支护问题。开口帮柱腿采用经过特殊加工的工字钢做临时柱腿（柱腿上部焊接一弧形卡缆，能卡紧L型梁），柱腿长度根据巷道设计高度确定，一般为3.5m。目前我矿主要采用的是12m?、29#U型钢支架和13m?、36#U型钢支架两种，根据支护形式选取L型梁U型钢支架的型号。

3 L型梁支护方式

非开口帮采用L型梁配合U型钢腿支护，开口帮采用特制工字钢腿作临时支护进行放档支护，放档支护结束后采用将军柱配合π型钢垛子梁抬门，抬门时将军柱架在主巷U型钢棚腿的后身，紧靠梁齿，紧贴煤壁抬门。当出现垛子梁于L型梁不接触时，采用木鞋背实，以提高支架抗侧压力，增大巷道的断面；施工结束后，采用三道直U型钢梁将异型梁棚与主巷U型钢棚进行联锁加固，联锁后要求达到平、直要求，以增加交岔点的整体性、稳定性，增大支护强度，在压力大时可适当增加临时坑木点柱，待巷道压力稳定后除去，以确保巷道足够断面。

4 L型梁交岔点施工工艺

①原主巷支护采用U型钢支护，施工至设计交岔点处，采用L型梁紧靠原巷道支架进行放档，L型梁与U型钢腿搭接处采用三幅卡缆连锁；放档施工时开口侧采用特制工字钢腿临时支护，卡缆必须拧紧，开口帮工字钢腿必须有一定的下扎，使放档支架整体受力均匀，避免支架受侧压影响，L型梁支架棚距根据交叉点矿压而定，一般为0.5m。要求所架L型梁支架总长度不能超过抬门梁长度，如果出现超过抬门梁长度时， L型梁下采用一梁两柱支护，即第一道梁齿处站特制工字钢柱腿，第二道梁齿处打设粗坑木点柱支护，以确保支护的长期稳定。

②L型梁施工结束后，先采用直U型钢梁对L型梁棚和主巷U型钢棚进行联锁加固，使新架设的L型梁支架与主巷U型钢棚成为一个整体。对直U型钢梁联锁一般为柱腿、二码和棚梁正中三道，同时也可根据实际需要和矿压进行调整。

③联锁加固后采用将军柱配合垛子梁紧靠煤壁抬门，要求将军柱内填沙且必须填满填实，保证将军柱的支撑强度。

5 在架设L型梁施工过程中的注意事项

在施工过程中必须严格控制开口抬门位置，架棚过程中必须按统一腰线、中线施工。根据端头支架的长度来确定L型U型钢支架架设的棚数，我矿正常抬门采用4.0m垛子梁，配合3.5m将军柱，L型U型钢设计棚距为0.5m。在架棚过程中，第一棚中线稍偏开口的对帮，让支架开口对帮的棚腿比原有的U型钢支架稍暗0.2m左右。在上梁过程中L型U型钢支架直梁梁头与柱腿接触部位的限位卡缆必须与第一道梁齿接触，主要目的在于柱腿站正后进行限位、稳定支架，作为临时棚腿。以防止在架设过程中放炮崩歪、崩坏棚。在抬门过程中端头支架必须与第二道梁齿接触背实。架设后的支架及时采用U型钢直梁配合卡子进行联锁，然后打点柱加强支护，抬开门后把开口帮工字钢柱腿摘除，摘除后的工字钢柱腿可以反复在别的地点使用。

6 L型梁抬门支护与工字钢抬门支护实施效果比较

目前我矿已在3个掘进工作面使用了L型U型钢支架抬门，为确保支护效果，我们在相同地质条件下，对这两种抬门支护状况和巷道位移进行了三个月的观测，通过观测的数据来看，在相同的时间内工字钢抬门支护净宽变形量在0.8m左右，下沉量在0.5m左右，支架整体有明显的歪扭变形。而采用的L型U型钢支架抬门支护效果良好，未有明显变形，巷道净宽变形量在0.3m左右，下沉量在0.3m左右，且在支护25d后支架基本稳定，充分说明该支架方案设计合理，也满足支护要求。

6 结束语

L型U型钢支架已在我矿广泛应用，与传统的工字钢抬门比较，L型U型钢支架较其它钢性支架具有可缩性、断面利用率高，材料消耗少，回收复用率高，成本低，加工方便，工序简单易操作，支架联锁性好，联锁加固方便，断面有效利用率高，支架受力均匀，不易变形的特点，解决了丁字口拐点采用机规合一运输的问题，减少了劳动强度，逐步代替了传统的工字钢抬门技术。也充分说明丁字交岔点采用L型U型钢支护设计合理，可操作性强，安全可靠。但在有些丁字交岔点因施工顺序的不同，不能采用L型U型钢支架，有待我们进一步研究解决。

张振营（1964年― ），男，河南省登封市人，大专文化，长期从事煤矿生产管理工作，现任河南金丰煤业集团有限公司小河煤矿三矿矿长。