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[科普中国]-平板型掩护支架

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平板型掩护支架是应用最早和最广的一种掩护支架。20世纪50年代我国开始应用(沿煤层倾斜推进的)掩护支架采煤法时,平板型支架一是重量较大,二是刚性或柔性较小的。以后随着对掩护支架采煤法矿压及其显现规律的认识,支架逐步采用轻型的。

简介平板型掩护支架是应用最早和最广的一种掩护支架。20世纪50年代我国开始应用(沿煤层倾斜推进的)掩护支架采煤法时,平板型支架一是重量较大,二是刚性或柔性较小的。以后随着对掩护支架采煤法矿压及其显现规律的认识,支架逐步采用轻型的。伪斜柔性掩护支架采煤法试验成功以后,主要应用的是柔性的轻型平板型支架。它主要由钢梁和旧钢丝绳组成。钢梁可用矿用工字钢、旧钢轨或U形钢,现多用矿用工字钢。平板型掩护支架结构简单、加工容易、搬运方便。为了适应不同煤层厚度、架宽的要求,钢梁可一根组成,也可以由两根或多根组合而成1。

单根钢梁平板型掩护支架单根钢梁平板型掩护支架的主要规格(架宽)有:2.2m、2.4m、2.6m、2.8m、3.0m、3.2m六种。钢梁用11号矿(用)工(字)钢,梁间距200-300mm,钢梁下用2-3根∅ 22-32.5mm的旧钢丝绳,以上二者通过六角螺栓和小垫板连接成一个柔性整体。

单根钢梁平板型掩护支架一般在运输平巷上方的区段煤柱上拆除,拆下的钢梁经溜煤小眼送到区段运输平巷。为了钢梁拆运方便,所以将单根钢梁最大长度规定为3.2m。平板型支架只能两帮同时下放,考虑到钢梁的最大长度,单根钢梁平板型掩护支架的最适用的条件是厚度2.4-3.6m,倾角60°以上赋存比较稳定的煤层。

组合梁掩护支架当煤层厚度大所需护架宽度大时,为了拆运方便和提高钢梁的抗弯强度,要采用组合梁。组合梁由2段或2段以上的短梁搭接或对接而成。

两段短梁搭接而成的组合梁由此组成的护架的主要规格:短梁用11号矿工钢。护架上面的钢丝绳主要用来防倒,称为背绳,可用较细的∅ 22mm旧钢丝绳,下绳用两段∅32.5m的旧钢丝绳,连接件用大垫板, 号大圆钢卡子和小圆钢卡子。搭接的钢梁构成的掩护支架其宽度有较大的灵活性:不仅在安装时宽度可调,而且在下放过程中,当煤层局部变薄时,可打点柱支撑钢梁,松动螺帽后缩小架宽。

由多段矿用工字钢构成的组合梁架宽主要规格和相应的型钢、钢丝绳参数:背绳∅22mm,其余可用∅28-43.5mm的旧钢丝绳。连接件为1号、2号大圆钢卡子,小圆钢卡子和大垫板。

组合梁也有利用夹板对接固定的,如利用这种组合梁支架开滦矿务局赵各庄煤矿在倾角75°、厚8-12m赋存稳定的煤层中,设计、应用了“双地沟”平板形伪斜柔性掩护支架采煤法,取得了良好的技术经济效果。该掩护支架宽8m,由两段长各3m,一段由长2m的三段11号矿用工字钢对接而成,每米4根钢梁,用6条∅ 25-38mm的旧钢丝绳,绳间距1m。

护架下方有两个地沟,它相当于两个独立的伪斜工作面并排对接在一起,巷道布置如同厚煤层倾斜分层联合布置。护架安装时先扩巷形成水平分层工作面,采用金属支柱和铰接顶梁支护。在煤层中间留上宽为2m的煤台,在顶、底板侧各掘一个独立的地沟。下放护架时,在两个地沟内分别打两排眼,为不破坏煤台,两地沟中的炮眼分别向顶底板偏+10°-15°,中间煤台在回采中常被压酥碎落。两地沟同时爆破,以保持支架始终垂直于煤层顶底板并有2°-3°的仰角,避免支架破坏。该法在煤层赋存稳定时能取得良好的技术经济效果2。

总结平板型支架虽然有加工容易、搬运方便等优点,但当煤层厚度小于2m时,支架下空间狭小,不仅架下操作不便,而且爆破后易被碎煤堵塞,风流不畅,瓦斯稀释和炮烟排除缓慢,影响安全生产、降低工时利用率。因此当煤层厚度较小时,应改用能使空间加大的非平板型掩护支架。同时在倾角较小时,也要采取便于支架下放的其他形式的支架3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学