新型钢筋背板在U型棚支护中的应用
刘河煤矿巷道交叉点U型钢棚抬棚支护技术资料讲解
神火煤业公司“五小”创新成果推荐表
成果名称
新型巷道交叉点U型钢抬棚支护技术
完成人（不超过5人）
吴鹏、李辉、张桂东、
一、设计背景
由于巷道交叉点的开挖，使交叉点处的围岩原始受力状态发生改变，由于交叉点处巷道跨度和顶板裸露面积往往很大，加上交叉点附近巷道两侧支承压力区和顶板卸载区的相互影响，使该处围岩受力复杂，造成支护难度大，原有的锚网喷支护已不能满足现场安全需要，为了控交叉点巷道围岩，减少后期巷道维修量，经过现场反复探索比较，我矿摸索出了一套行之有效、安全美观的U型钢抬棚支护技术。
二、设计方案
采用半圆拱形U型钢棚抬棚支护能够很好的适用巷道的自然平衡拱，抬棚钢梁采用两根11#工字钢梁制作而成，抬棚钢梁上按照棚距（1000mm）预留好固定梁子的孔，抬棚钢梁长度要满足能够搭接两端各两架棚子的长度，这样能够使抬棚钢梁与交叉口两侧的两根U型钢棚固定在一起，大大增强了抬棚的安全性。
抬棚位置的U形钢棚梁子仍采用跟巷道尺寸配套的型号，这样能够适应现场拱形巷道的弧度需要，使梁子能够紧贴顶板，梁子与抬棚钢梁搭接处用带有卡槽的卡子固定，这样能够防止梁子受力时出现下滑现象，梁子搭接长度可适当调节，并用卡子固定牢固。
以上各指标代入公式可得：
Ra=328.76KPa
2、金属拱形可缩支架在交叉点区域内的安设间距
式中： ——交叉点金属拱形支架的强度安全系数， =1.5，
，
取0.5，
取2。
以上各指标带入公式可得：
m
由以上计算可见，单架棚的承载能力达到328.76KPa，且棚距3.66m即可达到要求，实际上现场棚距为1m，满足要求绰绰有余。
交叉点处使用的两根工字钢棚强度大，与U型钢棚连接牢固，特别是起吊挂作用的锚索，更增加了支护的安全性。对方巷道口不再存在U型钢支腿占用巷道空间的现象，运输设备时杜绝了碰撞事故的发生，既保证了支护的安全，又保证了运输设备时挤手碰脚事故的发生，对安全的作用显而易见。
U型钢支架支护
６０ 河南科技 ２００８．７ 上
１．上顺槽 ２．ＨＤＪＡ－ １２００ 型绞接顶梁 ３．工作面 ４．２．４ｍⅡ型钢梁 ５．十字绞接梁 ６．抬棚，ＨＤＪＡ－ １２００ 型绞接梁
图 １ 十字铵接梁替棚平面图 送木料用工约 ８ 工，每工平均每日工资 ７０ 元计，则每米 替棚可节省工资 ５６０ 元。仅此两项即可使每米巷道下降 ８４０ 元。而使用十字铰接梁不存在损坏现象。在井下十 字铰接梁的重复使用率能达到 １００％，杜绝了二次投入， 使成本降至了最低，缓解了当前木料供应不足的问题， 在实际操作中职工既省力又安全，从而为工作面的安全 生产提供了保障。
研究［Ｊ］．地震工程与工程振动，１９９８，１８（４）． ［２］ 李宏男，霍林生．调液阻尼器对结构扭转耦联振动控制的
Ｔ．Ｓｏｏｎｇ 著，董平译，结构工程中的被动消能系统［Ｍ］．科
学出版社，２００５． ［４］ 倪振华编著，振动力学［Ｍ］．西安：西安交通大学出版社 １９８９． ［５］ 克拉夫，彭津著，王光远，等译校．结构动力学［Ｍ］（第二
情况下，其频率比为 ０．９７ 时位移时程和加速度时程减振 效果。
四、结论 利用不同质量比，不同频率比情况下数值计算结果
图 ５ 频率比为 ０．９ 加速度减振效果（质量比为 １％、２％）
可知：调谐液柱阻尼器（ＴＬＣＤ）对地震作用下的结构能有 良好的位移与加速度控制效果；本文中采用的等效阻尼 系数计算简便、有效；算例结果还说明 ＴＬＣＤ 的频率越 接近结构的自振效果减振效果越好；同时 ＴＬＣＤ 的质量 与结构的质量比对控制效果还有很大的关系，其质量比 越大，控制效果越好。 参考文献： ［１］ 阎石，李宏男，林皋．可调频调液柱型阻尼器振动控制参数
一、十字铰接梁替棚的关键技术 １．技术特点。 （１）用 ４ 根经过切割缩短了中间部位的铰接梁焊
36U型钢支架支护的说明
36U型钢支架支护的说明
关于辅运大巷过老空36U型钢支架支护的说明
1、架棚支护形式采用36U挂网喷浆支护，全断面背顶帮后封闭进行充填处理。
2、具体支护：a、采用36U型钢，支架间距为870mm。
（中至中）
b、支架外背钢板，钢板规格长×宽×厚=2040×300×3mm。
孔中心距870mm，孔直径26mm*长40mm，配φ20mm ×长170mm 螺栓拧结。
c、如果出现渗水，钢板外铺设聚乙烯塑板和牛毛毡隔层或钢板上铺旧皮带。
d、施工中遇高冒区采取片石或其它阻燃性材料均匀充填。
3、支架加工见断面图，每架棚分三段，拱与腿搭茬处用两套卡兰固定，卡兰厚度用不小于12mm钢板制作。
（搭茬处加工上下限位卡各一道，卡兰或直接购买，卡兰必须为锻件）
4、每架支架配7道拉杆固定，拉杆长700mm（中至中），用直径22mm圆钢制作。
5、棚腿要求焊接200×200×10mm铁鞋，较松软地带垫14#槽钢穿鞋，槽钢长度6m。
6、辅运大巷按毛宽5.4×毛高3.8m设计。
7、上、下限位卡可用宽6cm的36U型钢焊接到支架端头上。
8、拉杆孔用φ26螺帽焊制，腿在距支架底500mm及1500mm
处两道四孔，拱部中心点处一道两孔，拱部中心点左右1500mm 处各一道各两孔。
二Ο一三年八月十五日。
措施
2104工作面机巷架U形棚补充安全技术措施一、说明2104工作面风巷现施工至D1点前107米，釆用架29U形钢棚支护，因生产需要，原设计600㎜棚距变更为800㎜棚距。
为保证施工安全，特编制安全技术措施。
二、支护方式及支护参数规格1、断面形状及永久支护：梯形+圆弧拱型断面，永久支护采用29U型棚支护。
2、断面规格尺寸、支护材料及参数上净宽4100mm，底扎净宽4800mm，净高3400mm，棚距800 mm，梁腿搭接500mm，柱窝深度200mm，采用钢筋背板(740×500mm）腰帮背顶，8#槽钢拉条（一拉三）每棚四组，29U卡缆每棚四副。
3、临时支护（1）采用前探梁作为临时支护，前探梁为两根L=4.0m矿用11#工字钢，分列巷中两侧，与巷道中线距离为1～1.2m。
当顶板破碎易掉时，再辅以铁、木撞楔超前护顶；铁撞楔规格为Ф50×1500mm的钢管制作，木撞楔规格为50×50×1500mm。
（2）临时支护平、剖面图：4、永久支护永久支护跟至迎头，顶板完整时循环进尺为2.4m，最大控顶距2.6m；当顶板破碎时，短掘短支，执行掘一（棚）架一（棚），循环进尺为0.8m，最大控顶距1m。
(二)技术质量要求（1）严格按图施工，按线作业。
经常检查施工中线点位置是否变动，否则，必须联系测量复核后再进行施工。
（2）巷道净宽：中线至任一帮不小于设计，不大于设计100㎜。
（3）巷道净高：不小于设计50㎜，不大于设计200㎜（4）架U型棚支护技术质量要求：①架棚棚距800㎜，误差不超过±50㎜。
②斜巷迎山角为3-5°，严禁棚子退山。
③柱窝必须挖至实底，柱窝深度200mm。
④梁腿搭接长度500㎜，允许偏差：-40㎜；卡缆间距450㎜，允许偏差±30㎜；搭接处要严实合缝，螺帽要上紧，螺母扭矩力不小于200N.m。
⑤支架不得淋肩，吊斜不超过100㎜。
⑥每棚8#槽钢拉条四组.拱部拉条距巷中1000㎜，帮部拉条距底板1500mm，允许误差±100mm；拉条位置必须符合规定，并安设成一条直线。
U型钢棚施工工艺及支护标准
U型钢棚支护标准
一、施工工艺
1、工艺流程：
挖腿窝→上棚梁→加固→背板（充填）
2、施工方法：
（1）根据中线和设计棚距大小找出柱窝位置。
（3）用拉杆固定棚腿以免倾斜。
（4）把顶梁架到棚腿上，弧形顶梁的两端插入和搭接在棚腿的弯曲部位，两腿的搭接长度一般为450mm，即可缩性，该处用两个卡箍固定。
（5）检查支架的扭斜度（是否迈步），超过质量标准规定的充许误差范围时要调整，根据巷道中线和两个立柱之间连线是否垂直，就能知道支架是否扭斜。
（6）棚子与棚子之间用金属拉杆，来加强支架沿巷道轴线方向的稳定性。
二、支架的技术要求：
（1）U型钢支架棚距1800mm，允许误差±50mm。
巷道净宽允许误差＋100mm。
净高允许误差±100mm。
（2）水平巷道支架的前倾、后仰符合以下规定：
1m垂线不大于100mm。
（3）柱窝挖到实底，底梁要铺设在实底上，柱窝深度200mm。
可缩性U型钢棚支护的应用
可缩性U型钢棚支护的应用西安煤业公司用U型钢支护替代工字钢和木支护，减少了掘进巷道重复翻挑次数，加快了掘进速度，保证了采区接续和安全采出，收到了很好的效益。
标签：支护形式；安全；支护对比TB1U型钢棚支护优点1.1抗压力强，支护达到一次成巷U型钢棚支护结构严谨，用卡子连接后，形成一体，压力均匀分布，本身拱形或圆形与巷道冒落的自然形状一样，比梯形的工字钢棚和木棚的耐压压能力强，不易变形，支护服务时间长，减少重复翻棚，安全生产有保证。
1.2抗灾能力强，安全系数大工字钢和木棚梁腿不是一体，棚腿一但折断、撞掉棚梁上顶板浮货将冒落下来，造成巷道堵塞，危胁安全生产，而U型钢支护梁腿用卡子连成一体，整体合力强，即使腿子悬空，支护也不会整体失效，顶板更不会冒落压垮。
木支护在压力大时容易折梁断腿、工字钢支护受压后容易发生变形失效，容易使巷道冒严，造成后路关门，而U型钢支护很少发生折梁断腿。
实践证明，采用U型钢支护确实具有很强的抗压能力。
1.3保证巷道断面以前木支护和工字钢支护时，梁腿断了变形了，备棚、套棚，挑棚都容易缩小断面，不好干时，人为缩小断面，帮顶还淌货，造成浮货多，环境不好。
而U 型钢支护是可缩性支护，可以卸压，遇到压力大采高不够时，拉底后仍然保持原有支护强度和巷道断面。
使用U型钢支护，高度不够棚子给不上，必须按标准施工，帮顶挂上金属网，不淌货，保证了安全通风、安全行人。
1.4减少了瓦斯积存和发火事故翻挑的次数越多，帮顶越容易脱落超高，超高冒顶容易产生高温火源、积存瓦斯，为发生瓦斯和发火事故埋下重大隐患，巷道断面缩小影响通风，也容易发火，而使用U型钢支护，服务时间长，恢复次数少，不易超高，不易缩小断面，西安煤业公司使用U型支护几年来，不仅杜绝了瓦斯事故，也而且也杜绝了发火事故，U型钢支护强度大，在处理高温火点时，可以直接插管，发碹处理，不用考虑支护强度问题，为全安全消除火情赢得时间。
2U型钢棚支护加强要点（1）注重搭接长度，结构合理，正负不能差100mm，要保证梁腿搭接紧合缝，防止局部咬合不严，减弱抗压力。
U型棚替棚措施
U型棚替棚措施3605工作面上下顺槽替U型棚安全技术措施3605上顺槽自进架巷向外14m（下顺槽一部皮带向后约100m）巷道支护形式为U型棚支护，巷道宽度为2.6m，高度为2.8m，棚距为0.6m。
截至2006年2月14日，上顺槽工字钢梯形棚支护还剩42m，随着工作面的正常推进，超前支护及替棚方式将发生改变，为确保超前支护及替棚顺利进行，增补如下安全技术措施：一、施工方法：（一）、超前支护：1、利用DZ25—30/100型单体柱配合Φ16×1.4m的圆木架设一梁二柱支护。
2、超前支护操作方法为：（1）、在相邻两架U型棚之间靠老塘U型棚侧进行一梁二柱加棚。
（2）、Φ16×1.4m的圆木梁中与巷道中心线重合，然后进行支护；单体柱打在圆木梁两端头，并与圆木梁垂直。
（3）、超前支护长度不少于20m，单体柱打成成一条直线。
（二）、替棚1、采取先架后回的原则进行，即用DZ25—30/100型单体柱配合Φ16×2.6m的圆木在超前支护的木梁一侧先架设一梁三柱支护，然后回U型棚柱腿、拱棚，并按此顺序逐棚进行。
2、架棚具体操作方法如下：（1）、首先在架棚处距底板2.1m处上下帮对称位置，解网、掏梁窝，达到上梁架棚宽度。
（2）、架棚时，木梁两端各打一根单体柱，距上帮柱腿0.5m再打一根单体柱；架好棚后，及时联网封堵网口防止帮顶溜煤。
3、回U型棚柱腿、拱棚具体操作方法如下：（1）、首先降低所回U型棚两侧两架超前支护棚梁，并在超前支护梁上、上下两侧各垫一根Φ16×1.4m的圆木，然后升紧单体柱使所垫木料顶牢拱型棚，不接触拱型棚处用木楔背牢（由于U型棚高度较大，操作时，应站在辅助平台上施工，此平台高度0.8m、宽度1m、长度1.3m，平台的材料由供应科提供）。
（2）、在确定拱型棚安全稳定后，再用套筒扳手拆卸U型棚连接螺栓、卡子。
（3）、人工挖出U型棚两帮柱腿。
（4）、摘除U型棚的拱型棚；摘除拱型棚时，必须有两名施工人员站在辅助平台上，扶住要摘除的拱型棚，辅助平台下有两名施工人员站在上帮或下帮同一侧，用卸载手把同时对拱型棚下同一侧的两根单体柱卸载；卸载降柱时，必须平台上两人协调一致；当一侧拱型棚降落到一定程度不再降落时，再降另一侧拱型棚，直至拱型棚脱离顶板为止，最后将拱型棚卸到底板上。
U型棚专项措施
Ⅱ46运输下山（上山段）架U型棚专项措施一、概况：根据设计：Ⅱ46运输下山（上山段）从Ⅱ46下部车场Y口点按100上山施工214.75m与Ⅱ46运输下山贯通。
巷道目前揭露的地质情况为：巷道下口于三、四煤夹矸中，煤层沿巷道方向倾角200，三煤、三四煤夹矸1.5m，松软破碎易冒落，巷道穿层施工（即：从三煤顶板→三煤底板→四煤→四煤底板，工程量为 31.5m）。
为确保施工质量和安全特编写如下专项措施。
二、技术规定：1、U型棚断面：净宽：3800mm净高：3200mm（见附图）2、棚间距：500mm(中―中) 顶板不稳定时可缩小棚间距至350mm左右。
3、腰板过顶：钢笆网或水泥背板腰帮过顶。
喷厚200mm。
4、支护材料规格：U型棚：矿用25号U型钢；连接卡；撑拉杆；前探梁：矿用9＃工字钢：L＝4000mm；固定卡七个（备用一个）；水泥背板：长×宽×厚=800mm×100mm×50mm；钢筋网：6#钢筋焊接的方格网，网的规格为：1000mm×1000mm(600mm×600mm)，网格：100mm×100mm（50mm×50mm）5、备用料：半圆木：长度1.2m～1.6m，不少于10根；短道：12Kg/m（或直径38mm圆钢或直径54mm废旧钢管），长1.2m～2.6m，不少于10根；。
大板：长×宽×厚=2000mm×200mm×70mm，不少于20块；杂板皮：备用不少于2m3；钎子：L＝3000mm、L＝2200mm（找顶专用工具）；木楔。
三、质量标准：⑴、巷道断面允许误差：U型棚断面：中线至任一帮：0～+80mm；腰线至顶、底0～+100mm⑵、架棚腰帮过顶：架U型棚用钢笆网或水泥背板腰帮过顶，钢架与岩面间的喷厚40～50 mm，钢架外保护层的喷厚20～30mm。
水泥背板内有加固钢筋；水泥背板按步进方式，上下交错搭接，均匀布置。
浅谈煤矿巷道U型棚注浆与工字钢棚支护应用对比
浅谈煤矿巷道U型棚注浆与工字钢棚支护应用对比摘要：本文首先分别对煤矿巷道U型棚注浆支护技术与工字钢棚支护技术进行介绍，通过对U型棚支护技术与工字钢支护技术的对比，找到其使用的范围和优势。
关键词：煤矿巷道，U型棚，工字钢，支护技术Abstract: this paper respectively to the coal mine roadway U tent grouting support technology and range tent supporting technology are introduced, through to the U tent support technology and range of supporting technology contrast, find the use of the scope and advantage.Keywords: coal mine roadway, U tent, range, supporting technology0 引言煤矿巷道支护技术是巷道安全的重要保证，现代煤矿的开采要求高效、经济、安全，因此对煤矿巷道支护技术的研究是十分重要，在保证安全的前提下找到适合实际工程的相对经济的支护方案对煤矿开采是必要的。
1 巷道U型棚注浆支护技术U型钢拱形可缩性支架结构比较简单，承载能力较大，可缩性能较好，因而是U型钢可缩性支架中使用最广泛的一种，德国、波兰、前苏联使用数量均占到金属支架的90%以上。
我国从1963年开始使用U型钢可缩性支架，当时主要发展拱形，以后发展了封闭形、梯形等多种型式，但仍以拱形为最多。
1.1 U型棚结构简介U型棚一般由5部分组成：①顶梁顶梁为圆弧拱形。
根据巷道断面大小、支架受力和需要可缩量、要求运输条件等不同情况而有一节或多节之分。
国内多用一节或两节。
一节拱梁的曲率半径有一个或两个。
②柱腿柱腿有两种形式：一种是上部为圆弧形，下部为直线形；另一种为曲线形，它有一个或两个曲率半径。
U29刚性棚支护措施
上组煤南翼辅运大巷改变支护施工安全技术措施一、工程概况上组煤南翼辅运大巷已施工至BF4点前396.2m,遇到一陷落柱，经初步判断与上组煤南翼回风大巷为同一陷落柱，并伴有淋水，现涌水量为8m³／h左右,为了安全、顺利通过该陷落柱，决定采用29U型钢棚+水泥背板+钢筋网喷射砼联合支护，从393m开始改变支护，巷道施工坡度为+3‰°。
二、施工材料1、29U型钢棚（29U型钢棚净宽4840mm，净高4350mm）。
2、拉杆采用φ16mm圆钢加工而成，每根拉杆总长820mmmm，每侧各弯70mm，预计使用拉杆数量(n-1)×5根（n为架棚个数）。
3、29U型棚标准卡（每架棚配备标准卡4副）。
4、勾木：采用半圆木制成，长度1米（备用）6、砼背板：长度800mm，厚度60mm,宽度200mm，预计使用砼背板数量(n-1)×52块（n为架棚个数）。
7、木楔8、钢筋网φ6.5×3000×1000mm三、施工工艺1、超前支护首先在工作面画出巷道掘进断面轮廓线，然后从巷道拱部掘进轮廓布置一圈3m长1寸钢管超前支护顶板（排杆），排杆眼采用φ42mm一字型钻头，排杆间距300mm，排杆采用1寸无缝钢管，长度3m（一端留斜头），+5°打入，架设3架钢棚（棚距中到中800mmmm）打一次排杆（每排15根）。
附图1：排杆布置断面图、剖面图2、掘进排杆安装完成、安全可靠后，方可进行掘进施工，考虑到此段岩石破碎、松散，易冒落，决定采用短掘短支护式，拱部采用人工掘进，每掘进0.8米及时架棚一架，最大控顶距1m。
3、喷浆支护支护前，先进行“敲帮问顶”工作，确保安全后，方可进行初步喷浆作业，喷射顺序为：先墙后拱，从墙基开始自下而上进行，喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。
喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8～1.0m为宜。
4、29U型钢棚喷射砼支护初喷完成后，进行棚腿腿窝的开挖工作，腿窝开挖至设计尺寸且开挖至实底后（底板岩层松软时，采取钢棚铁鞋下垫混凝土砌块的方法施工），确保钢棚棚腿支设在实底上），然后按照中腰线进行29U型棚的架设施工，施工原则“由外向里、先支后架、先墙后拱”的顺序逐架进行，钢棚架好、顶帮冒落处，采用水泥背板#字形接实背牢后（#字形背板间距300mm），拉杆齐全有效，最后进行喷浆成巷工作，喷射砼强度C20，喷浆厚度,150mm。
一种可缩型双腿U型钢棚的应用
一种可缩型双腿U型钢棚的应用发布时间：2022-09-26T03:07:46.731Z 来源：《工程管理前沿》2022年5月10期作者：李刚刘恩民马菲菲柏森[导读] 煤矿巷道施工后，由于矿压大，巷道显现出顶板下坠、两帮侧压出等现象的发生，造成了巷道出现不同程度的诱发位移冲击。
设计了优化支护方式李刚刘恩民马菲菲柏森枣庄大兴矿业有限责任公司山东枣庄 277319摘要：煤矿巷道施工后，由于矿压大，巷道显现出顶板下坠、两帮侧压出等现象的发生，造成了巷道出现不同程度的诱发位移冲击。
设计了优化支护方式，采用在原支护（锚网索带支护）的基础上复可缩型双腿U型钢棚复合支护效果较好，在巷道断面变形量大的煤矿中，有较好的推广使用价值。
关键词：巷道压力大；断面变小；复合支护；巷道围岩稳定前言：复合支护（锚网索带支护+可缩型双腿U型钢棚）技术，具有改善巷道围岩性质，受力状态发生变化由被动变主动支护组合加固作用。
对于巷道压力大，顶、底均为泥岩，围岩稳定性较差，复合支护（锚网索带支护+可缩型双腿U型钢棚）技术，掘进速度、功效、安全等诸多优点得到提高，巷修工程明显得到减少，成本得到降低。
1概况1.1大兴煤矿开采2煤层、3煤层，煤层较为松软。
2煤、3煤顶、底板多为泥岩或砂质泥岩，属于典型的“三软（“底软、顶软、煤层软”）煤(岩)层”，且矿井为冲击地压矿井。
巷道岩石见水或潮湿时，软化性质增强、膨胀，体积变大，巷道原有支护除承载上部软岩石自重承载产生的正压力和两帮或软岩克服内部相互摩擦产生的压力外，还有软岩因膨胀所产生的膨胀应力，造成围岩稳定性较差。
1.2辅助水平专回巷，北翼采区专回巷布置在2、3煤中。
根据对2煤层及顶底板进行冲击倾向性鉴定，2、3煤及顶板为弱冲击倾向性，底板岩层为无冲击倾向性。
经冲击地压危险程度评价该巷道局部为弱冲击危险区。
1.3回风巷采用锚网索带支护，岩性松软。
巷道在复可缩型双腿U型钢棚之前变形十分严重，巷道两帮、顶板显现较大的来压变化，底板鼓出，巷道断面变小。
特殊U型钢棚交岔点开口支护技术的应用
特殊U型钢棚交岔点开口支护技术的应用摘要：通过对u型钢巷道交岔点开口综合支护技术的探索，能有效解决巷道抗压能力低、支架变形快、不易维护等问题，并且给通风管理、运料管理、行人等方面均创造了良好的条件，有较好的推广应用价值。
本文主要就特殊u型钢棚交岔点开口支护技术的应用进行探讨，并作出总结。
关键词：特殊u型钢开口支护技术1 项目立项背景随着煤矿开采深度的增加，受地质构造和生产条件的影响，九矿的开口及变向巷道逐渐增加、矿山压力越来越大，而且伴随着水患，因此对巷道支护要求越来越高。
通过对u型钢巷道交岔点开口综合支护技术的探索，有效解决了抗压能力低、支架变形快、不易维护等问题，并且给通风管理、运料管理、行人等方面均创造了良好的条件，有较好的推广应用价值。
日前，九矿施工的准备巷道（煤巷掘进工作面）及回采巷道（切眼除外）中有至少90%的u型钢支架，巷道开口及变向部分占5%，将u型钢开口设置在十字口或丁字口处。
目前采用的u型钢支架支护的承压状态和使用寿命一般不长，而工字钢支架的支护情况略好一些，而且u型钢支护在技术上仍存在难以克服的问题，如近几年u型钢支护主要利用矿用工字钢对开口u 型钢巷道顶梁进行联锁加固，再通过u型钢棚双向开口的设计来处理巷道交岔点（十字口支护），这种设计在施工时极易因顶板控制不严而使顶煤冒落，导致支架变形，进行设备维护时也不利于设备装卸。
鉴于此，笔者广泛查阅工程资料，参照u型钢支架的支护特点，从技术层面对u型钢支护巷道交岔点的设计进行了理论研究和实践探讨。
2 技术方案的论证近两年，九矿巷道使用的型钢支护多为29u和36u的，巷道丁字口处通过矿用工字钢对开口位置u型钢梁进行联锁加固，即直接沿用u型钢开口的设计来处理巷道丁字口开口。
加固时开口帮2道抬梁，对帮1道抬梁，可以采用简单的操作工序直接在开口处施工；目前对于u型钢交岔点开口设计在技术处理上仍没有较大突破，加之地质构造复杂多变，交岔点u型钢支架受压下沉量较大，因此而加重支架变形程度，不利于开展后期维护工作，诸多问题频频出现，不利于实现建设现代化矿井的目标。
刘河煤矿巷道交叉点U型钢棚抬棚支护技术资料讲解
（二）经济效益
本方案的采用使巷道交叉口位置的选择适用性更强，以往新开口巷道必须考虑考开口处的围岩状况，若在围岩性质稍差的地方开口需架棚支护时，如不使用本方案则开口难度较大，往往需另选位置，费工费时费料，有时甚至必须丢掉一部分煤炭资源而选择围岩性质较好的位置开口新巷道。使用本方案便可以轻松解决上述问题，新巷道开口选择位置更随意，也更经济划算。
以上各指标代入公式可得：
Ra=328.76KPa
2、金属拱形可缩支架在交叉点区域内的安设间距
式中： ——交叉点金属拱形支架的强度安全系数， =1.5，
，
取0.5，
取2。
以上各指标带入公式可得：
m
由以上计算可见，单架棚的承载能力达到328.76KPa，且棚距3.66m即可达到要求，实际上现场棚距为1m，满足要求绰绰有余。
二、设计方案
采用半圆拱形U型钢棚抬棚支护能够很好的适用巷道的自然平衡拱，抬棚钢梁采用两根11#工字钢梁制作而成，抬棚钢梁上按照棚距（1000mm）预留好固定梁子的孔，抬棚钢梁长度要满足能够搭接两端各两架棚子的长度，这样能够使抬棚钢梁与交叉口两侧的两根U型钢棚固定在一起，大大增强了抬棚的安全性。
抬棚位置的U形钢棚梁子仍采用跟巷道尺寸配套的型号，这样能够适应现场拱形巷道的弧度需要，使梁子能够紧贴顶板，梁子与抬棚钢梁搭接处用带有卡槽的卡子固定，这样能够防止梁子受力时出现下滑现象，梁子搭接长度可适当调节，并用卡子固定牢固。
特殊U型钢棚交岔点开口支护技术的应用
特殊U型钢棚交岔点开口支护技术的应用作者：姚显君来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2012年第12期摘要：通过对U型钢巷道交岔点开口综合支护技术的探索，能有效解决巷道抗压能力低、支架变形快、不易维护等问题，并且给通风管理、运料管理、行人等方面均创造了良好的条件，有较好的推广应用价值。
本文主要就特殊U型钢棚交岔点开口支护技术的应用进行探讨，并作出总结。
关键词：特殊U型钢开口支护技术1 项目立项背景随着煤矿开采深度的增加，受地质构造和生产条件的影响，九矿的开口及变向巷道逐渐增加、矿山压力越来越大，而且伴随着水患，因此对巷道支护要求越来越高。
通过对U型钢巷道交岔点开口综合支护技术的探索，有效解决了抗压能力低、支架变形快、不易维护等问题，并且给通风管理、运料管理、行人等方面均创造了良好的条件，有较好的推广应用价值。
日前，九矿施工的准备巷道（煤巷掘进工作面）及回采巷道（切眼除外）中有至少90%的U型钢支架，巷道开口及变向部分占5%，将U型钢开口设置在十字口或丁字口处。
目前采用的U 型钢支架支护的承压状态和使用寿命一般不长，而工字钢支架的支护情况略好一些，而且U 型钢支护在技术上仍存在难以克服的问题，如近几年U型钢支护主要利用矿用工字钢对开口U型钢巷道顶梁进行联锁加固，再通过U型钢棚双向开口的设计来处理巷道交岔点（十字口支护），这种设计在施工时极易因顶板控制不严而使顶煤冒落，导致支架变形，进行设备维护时也不利于设备装卸。
鉴于此，笔者广泛查阅工程资料，参照U型钢支架的支护特点，从技术层面对U型钢支护巷道交岔点的设计进行了理论研究和实践探讨。
2 技术方案的论证近两年，九矿巷道使用的型钢支护多为29U和36U的，巷道丁字口处通过矿用工字钢对开口位置U型钢梁进行联锁加固，即直接沿用U型钢开口的设计来处理巷道丁字口开口。
加固时开口帮2道抬梁，对帮1道抬梁，可以采用简单的操作工序直接在开口处施工；目前对于U型钢交岔点开口设计在技术处理上仍没有较大突破，加之地质构造复杂多变，交岔点U型钢支架受压下沉量较大，因此而加重支架变形程度，不利于开展后期维护工作，诸多问题频频出现，不利于实现建设现代化矿井的目标。
U型钢棚支护效果优化
U型钢棚支护效果优化马海涛;李岗;丁国峰【摘要】通过分析U型钢棚搭接部位的变形特征,发现其受压后产生"旋转"现象是引起卡缆预紧效果无法充分发挥和下部卡缆破坏的主要原因.经过分析煤矿U型钢棚支护巷道常见的失稳破坏形式,认为棚腿结构不稳定、出现危险截面是引起U型钢棚失稳的主要原因.在此基础上,提出了增加卡缆数量,提高卡缆扭矩、增大下部卡缆强度、充填搭接部位空间、间隔焊接防滑块、重点部位锚索结构补强等措施.工程实践表明:上述措施保证了U型钢棚支护承载结构的稳定性,从而使U型钢棚的支护效果得到了充分发挥.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】2页(P193-194)【关键词】U型钢棚;支护效果;失稳破坏;承载结构【作者】马海涛;李岗;丁国峰【作者单位】陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿业公司;陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿业公司;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司【正文语种】中文在煤矿巷道支护中，由于地质条件限制，并非所有巷道硐室都适合使用锚网索支护技术，如在断层带附近和软弱破碎岩层巷道，由于围岩可锚性差，若使用锚杆支护则易导致锚空失效，使用U型钢支护效果则较理想[1]。
然而实际支护中，U型钢棚经常发生低阻滑移失稳的现象[2-3]。
为提高U型钢棚的支护效果，有必要探讨U型钢棚低阻滑移失稳的原因，并采取相应的处理措施。
1.1 搭接处低阻滑移原因在变形早期，U型钢可缩性支架在其强度范围内工作时，其工作阻力不取决于U 型钢的强度，而是与支架搭接处的摩擦阻力有关[2]。
摩擦阻力由卡缆与U型钢之间的摩擦阻力以及搭接的顶梁和柱腿之间的摩擦阻力两部分构成，该2部分的摩擦阻力均依靠卡缆预紧力转化。
另外，搭接部位在支架受压后的变形特征也易引起低阻滑移。
以某矿U型钢棚支护为例，架棚时卡缆螺母扭矩都达到300 N·m，顶梁和柱腿贴紧均匀，经过一段时间后检测发现上副卡缆扭矩全部无法达到300 N·m，而下副卡缆扭矩全部大于300 N·m。
U型钢架棚支护技术的研究与实践
U型钢架棚支护技术的研究与实践随着经济的发展，U型钢在煤矿生产领域得到广泛的使用，为了确保煤炭生产的安全性，需要提高U型钢架棚支护巷道的抗压强度。
为此，本文通过创新U 型钢棚子顶撑子的连接方式，提高抗压强度，进而丰富了U型钢架棚支护技术。
标签：支护技术U型钢抗压强度目前，在煤矿生产领域，U型钢架棚支护已经无处不在，它主要应用于顶板破碎、压力较大、支护困难的回采巷道及准备巷道，应用成本较高，是煤矿生产投入资金较大的一部分。
其主要原因是受工作面压力的影响，投入到一个工作面使用过后，就基本上变形的不能复用，需要不断的投入新棚子，经济投入巨大。
甚至在很多工作面，不等到采面回采结束，巷道就基本上受压变形损毁到不能满足生产需求，这就需要不断的去维修或者更换新棚，浪费了大量的人力及物力，甚至制约了生产和工作计划的有序布置。
另外，在维修期间，维修难度较大，给施工人员也造成了很多的不安全因素。
所以，如何在基本上不增加经济成本的基础上，极大限度的提高U型钢架棚支护巷道的抗压强度，是解决问题的关键所在。
本人根据这些年来对U型钢拱形棚变形原因的追踪分析，认为目前常规的U 型钢架棚支护技术存在着很大的弊端，通过改变架棚方式后，可极大的提高U 型钢拱形棚的抗压强度，现已在我矿南、北大巷及皮带下山初步试验成功，效果显著。
本项目详细的科学技术内容就是通过对煤矿井下U型钢架棚支护巷道变形的追踪调查分析，运用新的技术方法提高棚子的承压能力。
在改善以前旧的施工技术方法的同时，对新的技术方案给予实验验证。
具体详细的技术改进原理及技术方案如下：提高U型钢棚梁的整体抗压能力，实现棚子的均衡受压。
传统的U型钢棚架设方式为梁口搭接一致型，这样棚梁的承压很容易集中在巷道的一侧，使下搭接承压梁快速变形。
因为，通过受力分析及巷道变形观察来看，只要是巷道的正顶或两囊的来压，下搭接承压梁承受力最大，在两梁搭接口处变形也最严重，应力变形到一定程度的时候，整架棚子就会扭曲变形。
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（ ３ ）钢筋背板的组合拱原理。根据巷道 围岩状况和巷道围岩变 形特 点，采用喷浆 的方式进行 结构补偿 ，使 钢筋背板与喷浆料形成 牢 固的整体组合拱 ， 通过ｕ 型棚 的支护反力逐渐增加使巷道围岩变形 量减 小，较钢筋 网、铁 背板形成更为坚固的支撑带，再经过进一步 的压缩后形 成压 力拱，提 高了支护一 围岩承 载结构的结构稳定性， 从而有效控 制多次动压影 响巷 道围岩的剧烈变形，保证了巷道的长 期稳 定 ３ 使 用 效 果 分 析 （ １ ）通过在Ｉ Ｉ ８ 。 ２ ２风联巷上 口车场使用情况来看，钢筋背板在 使用过程 中既省 时又省 力， 在 保证 安全生产 的同时， 工效提高 了 １ ０ ％ 。 （ ２ ） 在ｕ 型棚后期耦合加 固的过程 中，可以通过 网格进行钻 眼， 解决了在 巷道耦 合加固时遇 到的钻 眼难 的问题 。 （ ３ ）有效降低生产成本： 以巷道规格 ： Ｂ ＸＨ ＝ ４ ． ２ ×３ ． ６ ｍ 为例 ，ｕ 型棚棚距为 ０ ． ６ ｍ ，背帮材 料搭茬 ０ ． ｉ ｍ ，ｏ ６ ｍ ｍ 钢筋网为 ２ ７元／ 片、铁背板为 １ ８元／ 块 ，钢 筋背 板３ ０元／ 块，按照 ２ ０ １ ２年我矿架Ｕ 型棚巷道 ７ ０ ０ ｍ 计算： １ ）ｏ ６ ｍ ｍ 钢 筋 网 、铁 背 板 成 本 Ｃ １ ＝（ ９ ． ６ ／ ０ ． ７ ×２ ７ ＋ ９ ． ６ ／ ０ ． ４ ×１ ８ ）
／ ０ ． ６×７ ０ ０ ＝ ９ ３ ６ ０ ０ ０元 ，
２ ）钢筋背板成本ｃ ２ ＝ ９ ． ６ ／ ０ ． ５ ６ ／ ０ ． ６ ×３ Ｏ ×７ ０ ０ ＝ ６ ０ ０ ０ ０ ０元 ，
Ｃｒ － Ｃ ｚ ＝ ９ ３ ６ ０ ０ ０ ～ ６ Ｏ ０ Ｏ ０ ０ ＝ ３ ３ ６ Ｏ Ｏ Ｏ
【 关键词 】 钢 筋背板 ；Ｕ型棚 ；支护 ；应用
１概 况
Ｕ 型棚支护主要应用在任楼煤矿井 下主要巷道 传 统的ｕ 型棚腰 帮过顶 材料采 用ｏ ６ ｍ ｍ 钢筋
网、铁 背板 ，但在铁背板的搬运及使用过程 中，经常 出现工人碰手 碰脚 的现象 ，并且在后期巷道进行耦合加 固时 ，无法准确找 到喷浆 后的Ｕ 型棚顶 、帮花背铁背板空隙 ，导致在 耦合 支护过程中需要频繁 调整锚索钻 机位置 ，同时又不能做 到耦合支护锚 索整 齐划一、前后 上线 。这就要求在ｕ 型棚支护巷道施工过程 中，其腰帮过顶材料既要 能满 足支护需要 ，又不能影响后期耦合 支护施 工。针 对以上 问题 ， 我矿技术 部门设计 出一 种小巧轻便 的ｕ 型棚钢筋 背板来 替代 原有的 钢筋网、铁背板 。 ２钢筋背板 的设计及使用
一
通过布置巷道围岩位移量测站 的方法， 对采用钢筋背板的Ｕ 型棚 巷道进行 了为期 ３个月 的观测 ， 数据显示巷道 围岩位移量明显 降低 ， 这就表 明钢筋背板完全 能够满足支护要求 ， 适合任楼煤矿Ｕ 型棚巷道 使用 。根据任楼煤矿近三年生 产接 替计划来 看，我矿每年预计有近 ｌ Ｏ ０ ０ ｍ 巷道使用Ｕ 型棚支护 ， 仅 此一项就将节 省材料 费 ４ ８万元 ，若将 其推广 至其他矿 井使 用，经济及社会效益将相当可观 。同时 由于重 量轻、 占用空间少，在方便施工的 同时也提高 了施工安全系数 ，具 有 投资少 、使用 效率高、性价 比高的特点。因此 ，广泛推广应用该 项技术 ，将有 效地降低 生产成本及提 高安全生产效率 。 作者简介 ： 杨国亮 （ Ｉ ９ ８ ４ 一 ）男，安徽淮北人 ，助理工程师 ，现在皖北煤 电集 团公司任 楼煤矿 生产技 术部从 事掘进技术工作 。
Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
新型钢筋背板在 Ｕ 型棚支护中的应用
杨 国亮
（ 皖北煤 电集 团公司任楼煤矿 。安徽 淮 北 ２ ３ ５ １ ２ ３）
【 摘
要】 本 文阐述 钢筋背板取代传统材 料在作为ｕ 型棚 腰帮
过顶材料 ，经济实用，实用方便 ，同时降低煤矿 生产中的安 全隐患。
采用钢筋背板每年可 以节省 ３ ３ ６ ０ ０ ０元 ，经济效益十分明显。
譬
４ 结 语
图 １钢筋背板加工示意图 （ 单 位ｍ ｍ）
（ １ ）钢筋背板主筋采用 中１ ２ ｍ ｍ 钢筋 ，副筋采 用中６ ｍ ｍ 钢 筋，主 筋与副筋交叉 处焊接 形成一个整体 ， 横 向网格 ５ ０ ｍ ｍ ， 纵 向网格 ８ ０ ａ ｒ ｍ ， 网幅 ：长×宽＝ ６ ５ ０ ×５ ６ Ｏ 姗。 （ ２ ）使用方法：采用钢筋背板作为ｕ 型棚 腰帮 过顶材料 ，钢筋 背板两侧钩 子挂在ｕ 型棚的 “ ｕ ”字 内，每两块背板之 间采 用 １ ２ ＃ 铁 丝绑扎两道。 （ 上接第 ３ ５ ６页 ） 般是胶带机跑偏范 围不太 大，可用槽型调偏托辊 自动调整 。 当胶带跑偏时，碰到槽型 调偏托辊上 的小挡 辊，因挡辊与胶带边缘 的磨擦作用而沿胶带运行方 向向前移动 ，另～侧 则相对向后移动 。 此时胶带朝后转的挡辊侧移动，直到 回到正常位置 。（ 利用胶带 “ 跑 后不跑前 ”规律 ） ３ ． １ Ｏ立辊调偏法 如果胶带运行 时总向一边跑偏，可在胶带跑偏侧将托辊 竖直安 装 （ 立辊 ），一方面 由于立辊的作用力使胶带强行复位 ，另一方面 由于立辊与胶带边缘 的磨 擦作用，降低 了胶带跑偏侧 的线速度 ，相 对地增加 了胶带另一侧 的线速度 ，使胶 带向另一侧移动直至 复位 。 ４ 结 语
解决皮带机跑偏 的问题 ，具有十分现 实的意义 ，不仅 可 以延长 胶带的使用寿命 ， 而且可 以防止皮带机 运转过程中发生的重大事故 。 上述几种调偏法在实 际工作 中操作简便 、效 果明显，是几 种实用的 调偏法。 参考文献 ： 『 １ １ 机械工程手册 、电机 工程手 册编辑委 员会 ． 机械 工程手册一机械产 品 （ 二 ）【 Ｍ］ ． 机械 工业出版社 ． １ ９ ８ ２ （ ０ ８ ） ． ｆ ２ 】 范祖尧等． 现代机械设备设计手册一非标准机械设备设计【 Ｍ］ ． 机械