利用Excel进行U型钢拱形可缩性支架的设计

实际使用时 ， “ ” 内输入 原始 数据 ， ” 内 在 表 在“ 表 调整 和 ｎ的值 ， 使检验 项 目都合 格 ， 而且 和 大小 都差不多 ， 然后将 “ 设计结果” 目内的内容使用地点 、 栏 编号 、 数量 、 设计 、 时间栏 内填写实际数据， 直接打印就可以了。
在顶板破碎带 进行 预打锚杆 后 ， 高 了护顶效 果 ， 提 加快
（） ３ 在打锚 杆眼 、 安注锚杆过 程中必须清 除危岩 、 排除隐 患 ， 工人员严禁背对煤壁子操作 。 施
３ 使 用效 果分析
了工作 面推进 速度 ， 了工作 面单产 。另 外 ， 提高 由于采 用锚 杆维 护顶板 ， 了掉顶次数和 冒 面积 ， 减少 顶 降低了坑木消耗。
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用 Ｅ ｃｌ（ Ｕ 型 铜 拱 彩 可 偏 住 支 召 的 设 针 ｘｅ 苎
山 东 科 技 大 学 马洪涛
山 东省岱庄 生建煤矿 赵仁政
郭允祥
张运海
摘
要
该文详细介绍 了利用 Ｅｃｌ ｘｅ 进行 Ｕ型钢拱形 可缩性支架设计 的过程和公 式 ， 首先从计 算 的角度简 化 了设计 过程 ， 使
２３ 支架参数的检验 ． 设计好的拱形可缩性 支架是否符合要 求 ， 主要看 设计好 的拱形支架的 以下参数 ： 设计后的巷道毛宽 是否与巷道原始毛宽一致 ； 设计后 的巷道毛高 Ｈ 是否与巷道原始毛高一致 ； ０
三节支架展开长度是否相近 ， 而且都 不大于 ３０ ｍ ５０ ｍ； ＲＩ Ｊ ２Ｒ 取值范 围 １０ ．５而且 Ｒ 一Ｒ ≤８０ｎ ． ～１３ ２ 】 ０ｒ ｍ； 取值 范围 １０ ～１０ ０￣ ４ ￣ （ 下转第 ３ ０页）
作者简 介 张树峰 男 ，９７年生 ， ｌ７ 毕业 于 中国矿业学 院采
在大 采深 、 地应 力显现剧烈 、 明显 的综采工作 面 ， 当顶板 破碎 时 ， 采用预 打锚杆进行维 护顶板 ， 安全上有保 障 ， 在 避免 了因工作 面顶板压 力大 、 破碎 造成 的顶板 局部掉 顶 ， 解决 了
（） １型钢高度 Ｅ，２ 接头处上 、 （） 下型钢底 的间距 ｉ（ ） ，３ 背 板厚度 ｔ（ ） ，４ 梁圆弧角 ，５ 梁腿搭接长 度 ｚ（ ） （） ，６ 巷道毛高
，
（） ７ 巷道毛宽 ，８ 巷拱半径 Ｒ。 （）
２定 ： ｌ Ｒ ＝Ｒ—Ｅ—ｔ ； （ ） 的确定 ： ２ ．２ － ２ Ｒ ＝１３ Ｒ ； （） ３ Ｏ Ｏ 计算长度 Ｋ的确定 ： Ｋ＝Ｒ 一Ｒ ＋ｉ ；
领有 经验的老工人 由外向里逐步检查顶 板和支 架情况 ， 发现
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顶后帮 ， 次进 行 ， 依 敲帮问顶 范围内严 禁其他人 员进 入。
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支架护帮板 因长度不足 （ ．ｍ） 长０ ６ 不能有效 的护帮 、 护顶 的问 题， 避免了工作面顶板进一 步大面积 冒顶。减少 了现场施工
批搪顶 以加强支护 ， 同时缩小柱中心距至 ０ ６ ．ｍ。 ４ ４ 其他注 意事项 ．
不安全因素要 及时处理 ， 待一切安全后方准恢复工作。 ５ 技术经济效果 ’
通过几年 的探索和实践 ， 采用 以上这些切 实可行 的安全
措施后 ， 相应地提高 了工作 面的 支护强 度 ， 采煤面 后部 悬 使 顶 的断裂 切顶位 置从煤 壁转移到放顶 线处 ， 减少 了从采空 区 至煤 壁的全切断型 冒顶 ， 实现 了九层煤 坚硬顶板条件 下的初
（ 上接 第 ２ ８页） ３ 利用 Ｅ ｃｌ ｘｅ进行设计 的步骤
矿专 业 ， 现任新矿集 团公 司协庄煤矿 综采 二队副 区长 ， 曾发
表论 文多篇。
（） １新建 Ｅｃｌ ｘｅ工作表文件 ， 起名为 ｕ型可缩性支架设计 （ ｘ ） 一般 文件 默认有 三个 工作 表 Ｓ ｅｌＳｅｔ、ｈｅ ， ．ｓ， ｌ ｌ ｔ、ｈｅ Ｓｅｔ 为 ｍ ２ ３ 了方便应用 ， Ｓｅｔ重命 名为 ｙｅ（ 把 ｈｅｌ ｚｓ 已知 参数） Ｓｅｔ 、ｈｅ ２重命 名为 ｊ ｃ计算过程 ）Ｓｅｔ重命 名为设计结 果。 ｓ（ ｇ 、ｈｅ ３
，
图 １ 三节对称式 Ｕ型钢拱形可缩性支架计算参数示意图 （） ４ 柱腿 圆弧 角 的确定 ： ＝９ ＇ ／ ５ ． ６ Ｉ ０ 一 ２＋ ７２ Ｌ Ｒ ； ９
（） ５ 拱梁的弦长 ： 弦＝２ ２ Ｌ Ｒ —２ （ ） ；
支架直腿 部分高 ｈ 支架净 宽 ， ， 背板厚 度 ｆ巷道 设计掘 ， ， 腿展 开 柱 等。如 图 １ 。
１ 拱 形可缩性 金属支架 的设计参数 的简化
煤矿 常用 的为三接对称式拱形可 缩性金 属支架 ， 以参 可 与设计 的基本参数可简化为 以下几项 ： 拱梁 圆弧半 径 Ｒ ， 。柱 腿 圆弧半 径 ， 拱梁 圆弧角 ， 支架 净 高 日， 腿搭 接长 度 梁 ｚ接头处上下型钢的间距 ｉ柱腿 圆弧 角 ， 。 计算长 度 ， ， ＯＯ
５ 应 当 注 意 的 问题
为了保证计算公式 和函数不被随意改动 ， 可对 所有不需 要录入的项 目设置保 护。本设计 只针对半 圆拱 形和 三心拱 形三节对称式支架 进行 设计 ， 如果需 要设计其它 规格或多节
支架可参照设计。本计算公 式适用 Ｅｃ９ 及其 以上 版本 。 ｘｅ ７ ｌ
保工作 面支 柱有 足够 的初撑 力 ， 加强 工作 面顶板 管理 ， 柱 单 初 撑力要符合作业 规程要 求。工作 面所 有 支柱必 须迎 山有 力， 足顶实 底。底板 不 平时 要刨 麻 面 ， 证 柱 子 底脚 落 实。 保 顶板有破 碎或有裂 隙 、 离层 的地 点 ， 必须 在 顶梁上 布设 木板
③用长把工具 敲帮问顶 时 ， 防止煤矸顺杆而下伤人 。 应 ④顶帮遇有 大块 断裂煤矸 或煤矸离层时 ， 应首先 设置临 时支护 ， 证安全后再顺着裂 隙、 保 层理敲 帮问顶 ， 硬刨强 不得
挖。
人员穿顶的工序 ， 根本上杜 绝了空顶 作业 ， 从 具有 良好 安全
效益 。 ．
计算公式更简洁易懂 ， 而且计 算准 确无误， 然后充分 利用 Ｅｃｌ ｘｅ 强大 的计 算和 函数功 能， 使计算更 快捷 、 准确 ， 而且具有模 拟和 校对 功能， 非常实用 。
关键词 Ｅｃｌ 可缩性支架 函数 ｘｅ 公式 设计
Ｕ型钢拱形可缩性 支架 的设计 是非 常 复杂 而 又细致 的
进宽 ， 巷道设计 掘进 高 ， 梁展 开 长度 拱 长度
（） ６ 支架 直腿部分高 ： ｈ＝Ｈ—Ｒ。 一
（） ８ 拱腿展开长度 ： ＝ｈ＋ ｋ
（ ） ；
（） ７ 拱梁展开长度 ： 粱＝ ｌＲｌ Ｉ）１０ Ｌ （ ＋Ｅ ２１８ ； ２ 拱形可缩性金属支架的设计 ２ １ 需要提前现场实测或理论 给定的几个参数 ： ． （ ／）１０ Ｒ ＋Ｅ ２／８ 。
（） ｙｃ 内将需要给定的已知参数输入（ 图 ２。 ２在 ｚ ｓ 如 ）
图４
图２
（） ｊ ｃ ３在 ｓ 内将 计 算数 据 和计 算公 式输 入 ， 后与 ｙ ｓ ｇ 然 ｚ ｅ
内的数据 进行相 应的关 联计算 ， 将计算 结果进 行修正 、 验 检
（ 如图 ３ 。 ）
４ 使 用 方 法
次放顶 工作的安全生 产 ， 避免 了人员 的伤 亡和设 备损失 ， 取 得了较好的经济技术效果。
初 次放顶期 间如 出现大 面积来 压预兆时 ， 作面上所 有 工 人 员要 立即停止工作 ， 迅速沿煤壁或人行 道撤 出工作 面至安 全地点 ， 并清点人数后 向调 度室 汇报 ， 压力 过后 由班 长带 待
作者简 介 马洪涛 男 ，５岁 ，Ｏ２年毕 业于 中国矿业 大学 ２ ２０
图３
（） ４ 在设计结果 内准确 提供需要 加工的数据（ 如图 ４ 。 ）
机 电学 院， 现就读于山东科技 大学工程硕士 。
Ｌ曩
工作 ， 尤其是维修变 形 比较 严重 的巷 道时 ， 往往 需要 设计 很
多不同的规格 ， 计算 工作量 巨大 。利 用 Ｅ ｃｌ ｘｅ 进行 ｕ型钢拱 形可缩性支架设 计 ， 不但 计算 快捷 ， 而且准 确无 误。 只要 输 入最基本 的巷道断面参数 ， 马上把 Ｕ型钢拱形可缩性 支架 的 各种参数计算 出来 ， 而且具有模拟 和校对功能 ， 效果很好。