U型钢架棚巷道挂钩式临时支护的设计与应用

U型钢架棚巷道挂钩式临时支护的设计与应用

郑煤集团公司裴沟煤矿 王余银

摘要 针对当前煤矿井下U型钢架棚巷道所使用的前探梁临时支护容易脱钩、不便操作的弱点，设计制作出了挂钩式临时支护，实践证明效果很好，实用性强。

关键词 架棚巷道 临时支护 设计 1、引言

裴沟矿是郑煤集团公司骨干矿井之一，建矿近五十年来，矿井掘进支护从坑木到水泥柱到工字钢，八十年代初期，掘进支护采用25#U型钢，随着矿井开采深度的不断增加和矿压增大，掘进技护逐渐被29#U型钢及36#U型钢所代替。由于技护形式的断面大幅度增加，顶板活压力大，掘进工作面的临时技护问题成为影响安全生产和制约单进速度的一大难题。掘进工作面迎头的临时支护在整个掘进施工工艺中是最关键的一个环节，正确使用临时支护可以解决空顶作业带来的片帮冒、顶事故，保护职工的生命安全，是顶板管理中一项非常可靠的安全措施。使用以往的抓爪前探梁挂钩进行临时支护U型钢梁方法，移动期间须几个人同时操作，使用人员多，工序多，工人劳动强度大，安全系数小，容易产生人身和顶板事故，工人的安全难以得到充分的保证。所有这一系列问题，都为煤矿安全生产埋下了事故隐患，处理时也很不安全，严重地影响了矿井安全生产和高产高效，解决这一难题刻不容缓。加强掘进工作面的临时支护尤为重要，针对煤矿掘进巷道时使用抓爪式前探梁挂钩临时支护存在的缺点，进行了挂钩式前探梁临时支护的设计研究。

2、掘进工作面临时支护的现状

在“三软”不稳定煤层中掘进的工作面大都采用架棚式支护，矿用U型钢支架便是其中的一种支护形式，在掘进面向前掘进施工时，往往由于煤层松软、顶板破碎而无法正常施工。这就必须采用临时支护进行超前护顶，正确的使用临时支护可以有效地控制顶板冒落，减少空顶作业带来的顶板事故，同时也避免了煤层的片冒带来的瓦斯增大、超限现象。目前，比较普遍的采用两组“抓爪式”前探梁抓钩配合一根3m长的∏型钢作为临时支护，一组抓爪式前探梁抓钩是由抓爪、联结杆和销轴三部分组成。这种“抓爪式”前探梁抓钩配合∏型钢做作为临时支护在使用中，职工们往往存在前探抓钩的抓爪与永久支护的U型钢梁背不紧、易脱钩现象，因而给安全生产带来很大的隐患。

3、新型挂钩式临时支护的设计

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针对以上使用过程中存在的问题，经过长时间的仔细观察和思考，根据U型钢的断面形状设计出了一种“挂钩式”临时支护（如图1所示），它由带挂钩的丝杠、U型卡槽、螺母和托板四部分组成。①丝杠：丝杠是采用直径为30 mm的圆钢制成 ，总长450mm，上端150 mm锻造成扁平状，然后锻压成钩状，钩的大小要以方便挂在U型钢梁的上沿为准，下面300 mm的圆钢全部车成丝杠。两根带钩的丝杠为一组，采用一个两端带孔的托板组合为一体。②托板：托板是采用长260 mm、宽70 mm、厚12 mm的钢板加工而成，托板两端各打一孔，两孔的中心距为170 mm，孔的直径要比圆钢的直径略大，以便活动方便。托板下方采用螺帽固定，并可上下移动。③U型卡槽：U型卡槽部分为一个组合体，是由U型钢下部取70 mm（用于支护什么型号的U型钢要采用相同型号的U型钢梁做为U型卡槽），焊接在内径为35 mm、长50 mm的钢管上。钢管下部采用螺帽固定，并可上下移动，以便卡紧永久支护的U型钢顶梁。

两个带钩丝杠、两个U型卡槽、一个托板及四个30 mm的螺帽为一套前探梁挂钩，临时支护时两套为一组。制作简单，操作方便，每个掘进面使用两套配合一根∏型钢前探梁即可作为临时支护。

4、新型挂钩式临时支护的使用及注意事项 4.1新型挂钩式临时支护的使用

在使用时双手托起带钩的丝杠，钩在永久支护后的U型钢梁的上沿，U型卡槽扣住U型钢顶梁的下部，然后再把螺母上紧，这样前探梁挂钩牢牢地钩住U型钢而不会脱落，再穿入∏型钢梁，这样∏型钢梁压在联结托板上，调节∏型钢梁与永久支护U型钢梁顶部的距离是靠托板下方的螺母进行的。架棚梁时，先把后面那一套的前探梁挂钩下部调控托板的螺母松开，然后向前推移前探梁进行临时支护，再把螺母上紧并用木楔背实，便可安全地作业了。

4.2使用期间的注意事项

（1）在使用期间，两组前探梁挂钩间距为1米，中间隔一棚即可。

（2）前探梁挂钩在运输及使用期间要注意丝杠螺纹的防护，确保使用期间螺母的灵活方便。

（3）在软岩巷道掘进架棚施工期间，放炮前要把前探梁挂钩下部丝杠的螺纹部分进行有效的防护，以防岩石崩到丝杠造成丝杠上的螺纹受损，螺母不能上下调动托板和∏型

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钢前探梁。若巷道架棚后需进行喷浆时，喷浆前应把前探梁挂钩进行包严，严防喷浆时对其喷射。若喷射上了要及时对丝杠的螺纹部分进行清理，以便使用期间操作方便。

5、结论

（1）采用新型挂钩式临时支护可对空顶区进行有效支护，速度快，操作简单可靠。 （2）用新型挂钩式临时支护，操作人员在安全区操作，避免了人员进入空顶区，增加了安全性。

（3）操作简单，大大减轻了工人劳动强度，减少了工数，提高了工效。 6、结束语

经过我矿一年来多个掘进工作面的使用，效果良好，它结构简单，操作方便，牢固可靠，实用性强，使迎头支架牢固地相互连接成为一个整体，彻底解决了长期以来临时支护问题的困扰，减少了因临时支护失效引发的片帮冒顶事故和修复巷道投入的人力物力。由于使用方便，省时省力，每月单头可多掘进尺约20米，具有良好的经济效益和社会效益，为煤矿安全生产打下了坚实的基础。

③ ② ① 图 1①丝杠：是采用长450mm、直径30mm的圆钢加工而成，前端150mm打平。②托板：是采用长260mm、宽70mm、厚12mm的钢板加工而成。③U型卡槽：是由U型钢下部取70mm，焊接在内径为35mm、长50mm的钢管上组合而成。

作者简介：王余银（1982年--），男，河南省太康县人，汉族，助理工程师，本科学历，2002年毕业于河南工程技术校，现任郑煤集团裴沟煤矿筹建处工程技术科科长。通讯地址：河南省郑煤集团裴沟煤矿筹建处（新密市，邮编：452382）。

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