无腿棚的使用

附图　

2　失修原因分析及支护型式选择
2.1　原因分析
　　此段60 m两帮为砂岩，顶部为砂质泥岩和页岩互层，距二煤底较近，最近处只有2 m。两帮属弹性岩石，较坚固，没有明显矿压显现，顶部岩石具有非弹性岩石性质，自支承能力低，在巷道开掘之后，原始地应力重新分布过程中，压力逐渐向拱部传递。此外，长期处在潮湿的状态下，泥质岩石膨胀，增加了顶部的应力，顶部围岩挤压碹帽，造成拱部料石脱皮松动。
2.2　支护型式选择
　　考虑到巷道已开掘10余年，巷道破坏主要是膨胀应力和残留地应力作用结果。此段巷道没有淋水，也无纯泥岩层，膨胀应力不会再大幅度增加。据观察，在碹帽松动段，变形破坏速率近于零，说明顶部围岩免压圈已形成，巷道两帮岩体稳固，且无膨胀性。因此，对巷道的加固，重点是支护拱部，抵御免压圈内岩石和碹帽的松脱破坏产生的松动地压和轻微的残余膨胀应力，可行性方案选择如下。
　　方案一：架设可缩U型棚，存在问题是棚腿占据140 mm左右的宽度，皮带距巷帮剩余260 mm左右的间距，维修皮带架和清理浮煤极为不便，若皮带中心线内移，费工费时，长时间停产，影响轨道运输，不现实。
　　方案二：严重破坏段拆碹重砌，轻微段喷混凝土加固。存在弊病是免压圈内已松动的岩石大量冒落，局部有见煤可能，极不安全，影响井筒运输与通风。
　　方案三：架设无腿可缩棚，即用短工字钢穿入墙内，悬臂部分做底座，支撑U型棚梁，巷壁外喷混凝土。此方案与方案一比，施工难度有所增加，但是可以保持皮带至墙之间的安全间距；与方案二相比，增加了材料费用，但施工安全，避免大量岩石冒落，对通风和运输影响小。另外，方案三还具有以下优点：刚柔结合，充分利用两帮岩石和原料石碹的自支承能力，U型支架可缩，棚外背木板，可有效抵御拱部岩石残余膨胀应力。综上所述，选方案三为优。

3　架设方法
　　首先，在失修段外喷80 mm混凝土，充填裂缝，封闭岩石。再用600 mm长的11^#矿用工字钢穿入直墙内，外露200 mm，上翼焊接200×180×10 mm钢板，板上留四个长方形螺丝孔，以巷道拱部形状加工U型棚梁，两端焊接钢板(规格同上)，梁与底座联接板间垫20 mm厚木板，每端用4条M22螺栓联接，梁与拱壁间用木背板背实。

4　结论
　　在巷帮岩石稳固而巷顶松软易落无动压且已基本稳定的岩石巷道中，无腿U型棚可以做为一种有效的应急支护方法。

作者简介：尹昭宏(1957-)，男，工程师，先后毕业于河南煤校和焦作矿业学院采矿工程系，现任鹤壁矿务局八矿副总工程师，从事采掘生产管理和设计工作。