孙栋良
淮河能源集团张集煤矿；安徽淮南232000
摘要：论文主要介绍了斜交U型抬棚结合迈步棚、扩大棚联合支护技术的现场应用，有效解决了三岔门支护难度大的问题。可作为现场施工的借鉴。
关键词：支护形式 交叉点 破碎顶板
Research on the application of large
inclined shed
SUN Dong-liang
(Zhangji Coal Mine of Huaihe energy Group Limited,huainan232001)
Abstract: The paper mainly introduced the field application of the combined support technology of the oblique U-shaped lifting shed combined with the stepping shed and the enlarged shed, which effectively solves the difficult problem of the support of the three-way gate. It can be used as a reference for on-site construction.
Keywords: Support form Intersection point Broken?roof
1 工程概况
淮河能源集团公司张集煤矿西三1煤-600m疏水巷三岔门原支护形式为架棚+锚喷，施工地点位于巷道的交叉点，该处的围岩原始应力发生改变，巷道跨度较大，加上交叉点附近巷道处支承压力区和顶板卸载区相互影响，使该处围岩受力复杂，尤其受到Fs626断层影响，加大了改架棚支护难度，巷道顶板煤层厚度约11m，因单轨吊延伸至工作面，需要对转弯处刷帮，保证单轨吊曲率半径不小于9m。经现场勘察，两条巷道夹角120°，按照常规方法架设的正交抬棚满足不了曲率半径的使用要求，直接影响后期机电设备安装，如果想扩大该处的有效断面，插棚的跨度达到9m以上，顶板管理难度极大，很容易造成顶板大面积垮落。
2 斜跨抬棚实施方案
2.1 改变原有巷道支护方式
为保证车辆及人员通行，原巷道在肩窝处打锚索加固棚梁后摘除棚腿，现场转弯半径不能满足设备安装需要，采用架设斜跨抬棚的施工方法，可以有效解决这类问题。此次施工位置在巷道交叉点位置，交叉点断面大，应力集中，如不能采取一种有效的支护方式，易造成巷道变形，抗压性差，服务年限短。原巷道如图1所示；改变支护方式的巷道如图2所示。
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2.2 抬棚施工顺序及流程
1）先施工迈步棚，改棚遵循从外向里（从7至10的顺序）的施工方法采用手拉葫芦回掉原有旧棚，架设29#U型钢棚。回棚时，先回旧U型棚梁，棚梁拉出后，及时挪移前探梁作为临时支护，并在三角区域打单体作为应力集中区的临时支护，刷扩够尺寸后然后架设新棚梁，再回掉棚腿，进行帮部刷扩，刷扩够宽后栽棚腿，并铺设金属笆片。
2）迈步棚架好后施工两棚抬棚，按照现场巷道方向线确定位置，抬棚棚腿上好后，架设抬棚梁，棚梁两端分别使用4副卡缆卡牢铁肩上。内部架设拱形棚即门棚。U型钢矩形棚内套架U型钢拱形棚作为抬棚支护，使用半圆拱形U型钢棚顶部托住矩形棚梁，矩形棚腿套在拱形棚腿上，U型钢拱形棚直腿部分与U型钢矩形棚腿重叠，并在每根腿上用两个大卡缆卡紧，提高交叉点抬棚的稳定性和支护强度。
抬棚施工结束后，架设扩大棚，按照从1-6的施工顺序。
扩大棚施工完毕后，按照顺序改1-10#插棚，插棚施工时先回棚梁，前探梁做好临时支护后，对顶部进行刷扩，刷扩够尺寸后架设插棚梁，限位块卡在台棚上，下面打上单体后，开始改棚腿，并依次架设。
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3 组合式抬棚的加工方法及优缺点
采用U型钢加工组合式抬棚，外部为矩形棚，内部为拱形棚，使用5道卡缆将抬棚组成一个整体，抬棚的加工方法及要求：
2.3.1 外矩形棚腿下焊铁鞋，铁鞋采用不小于10mm厚的钢板加工，大小为200×180mm，铁鞋与拱形棚焊接时，U型钢外侧应打磨光滑，以便于抬棚装配；棚腿与顶梁接口采用长200mmU型钢横放做棚梁与棚腿接口槽，棚腿顶端经切割成U型槽后并保持与U型钢断面相符，U型钢接口与棚腿焊接牢固；矩形棚顶梁据两端头200mm处焊接U型钢挡块，挡块长100mm。
3.3.1 内拱形棚腿不焊接铁鞋，拱形棚应与外矩形棚尺寸相符，便于组装。
3.3.2抬棚组合时，每侧棚腿采用两幅卡缆分别在棚腿结合段两端卡紧，下端距端头约300mm，上端卡缆在拱基上侧，顶梁使用一副卡缆在中间卡紧。
优点：①抬棚经组合后成为一个整体，受力条件好，强度高。②拱形断面巷道使用组合抬棚时，断面形状经内拱形棚断面过渡，巷道的外观平整，因此组合抬棚多用于拱形断面巷道或矿压明显，侧压较大的巷道。
缺点：组合抬棚加工复杂，施工时工序多。
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图3 U型钢矩形棚+内套棚
4 架棚过程安全注意事项
1）在遇到顶板围岩破碎、顶煤施工，必须施工金属骨架（或撞楔）超前控制顶板。
2）在安设插棚过程中，要坚持穿一根、插背一根的原则，对老巷已有的棚子，在不影响安设插梁的先不拆除，待安设完插梁，插背严实后，再进行回撤旧棚子。插棚施工到交叉点区域要加强顶板支护，必要时采取打锚杆或锚索加强支护。
5）顶板受到断层带的影响，刷架棚后对巷道进行喷注浆处理，使围岩碎矸形成一个整体，在沿插棚梁垂直方向施工两排加固锚索。
5 效果分析
传统L形U型钢异形棚开口抬棚使用矿用工字钢对棚开口抬棚，棚梁跨度大，巷道压力大易造成棚梁变形，棚腿受侧压影响容易变形脱落，支架稳定性差，支护强度低。改为U型钢矩形棚内套架U型钢拱形棚作为抬棚支护，使用半圆拱形U型钢棚顶部托住矩形棚梁，矩形棚腿套在拱形棚腿上，U型钢拱形棚直腿部分与U型钢矩形棚腿重叠，并在每根腿上用两个大卡缆卡紧，提高交叉点抬棚的稳定性和支护强度。
6 结 论
当两条巷道夹角在90°或者接近90°时，可以采用常规方法抬棚，该处两条巷道夹角120°，按照常规方法改出的正交抬棚满足不了曲率半径的要求，直接影响后期机电设备安装，如果想扩大该处的有效断面，插棚的跨度达到9m以上，势必在施工过程中大面积挑顶，顶板管理难度极大，容易发生垮落事故。采用斜跨抬棚支护方式，有效的避免了上述问题。
7 参考文献
[1]李兆敏,巷道掘进[M] 北京：煤炭工业出版社? 2015
[2]朱本杰, 架棚巷道交叉点修复工艺研究[J].能源技术与管理,2011，（4）45～46
[3]史宏涛,煤矿交叉点抬棚的加工及施工[J].矿业论坛,2012，（1）616～633
[4]李根生,等. 巷道掘砌工[M] 北京：煤炭工业出版社,2011
作者简介：孙栋良（1982.12-）男，工程师，2008年毕业于河南理工大学，现任张集煤矿修护五区技术主管。