一種架棚巷道支護質量檢測儀

楊敬峰，丁士建，徐小明

（皖北煤電集團公司 百善煤礦，安徽 淮北235000）

1 設計背景

在掘進架棚巷道施工中，按照剛性支架巷道安全質量標準化的要求，水平巷道前傾后仰、傾斜巷道迎山角、支架間距、支架梁扭矩、支架梁水平度以及立柱斜度都是必查項目，它們誤差的大小，直接關系到礦井的質量標準化水平，直接關系到支護質量和礦井的安全生產。

首先，以架棚巷道中與巷道支護質量關系最為緊密的3項數據為例，看看在傳統施工中，以上各項數據的測量方法。

1）水平巷道前傾后仰的測量：在立柱前側面或者后側面掛1m垂線，在底板水平上測垂點與立柱前側面或者后側面的距離（需一人掛垂線，一人測量數據，共需2人）。

2）傾斜巷道迎山角的測量：用坡度規的弦長部分緊靠立柱的前側面或者后側面量測。要先測量出巷道的傾角，然后再換算出支架迎山角（見表1）。現場工作中，首先需2人拉線繩子，1人掛半圓儀，測量出巷道傾角，然后再用坡度規測量支架迎山角，共需3人。

3）支架梁扭矩的測量：在檢查點前2架支架梁水平面上，尺量后一架支架梁的中線點至前一架支架梁兩端的距離，求其差值（首先需找出支架梁的正中線，兩人拉鋼尺進行測量，求其差值，共需2人）。

從以上3項重要數據的測量中可以看出，采用以往的測量方法，即使用KP—200型坡度規配合鋼卷尺和線繩子在進行測量，存在以下問題：①需要多人配合，一人無法完成相應工作；②所拉線繩子的松緊度、半圓儀掛在線繩子后產生的擺動，都產生了較大的測量誤差。特別是在傾斜巷道迎退山測量中，因沒有專用度量工具，施工人員使用半圓儀和線繩子配合測量時，往往怕麻煩，都是憑感覺架棚，造成水平巷道前傾后仰、傾斜巷道迎山角誤差過大，嚴重影響了架棚質量，同時還存在著較大威脅安全。

2 支護質量檢測儀的設計及使用

2.1 制作過程

該儀器主要有3部分組成，即尺量部、半玄儀部和轉動部。

（1）尺量部用一塊850mm×80mm的透明有機玻璃制成，在有機玻璃上標識上刻度，短線為50mm刻度線，長線為100mm刻度線，刻度線為0.5mm，凹槽涂上紅漆（見圖1）。

（2）半玄儀部用KP—200型坡度規制成。拿一個完好的坡度規，去掉其一個“耳朵”然后在其圓心鉆一Φ＝2 mm的圓孔。該圓孔用來連接尺量部、半玄儀部和轉動部（見圖2）。

圖1 尺量部示意

圖2 半玄儀部示意

（3）轉動部（C）是由兩塊透明有機玻璃（A、B）粘貼而成，其中一塊上固定有一磁釘，用以指示半玄儀刻度（見圖3）。

圖3 轉動部示意

（4）支護質量檢測儀的整體見圖4。

圖4 架棚巷道支護質量檢測儀

2.2 使用方法

（1）水平巷道前傾后仰、傾斜巷道迎山角的度量

首先選取需要度量的相鄰兩棚，用鋼卷尺分別從棚粱牙殼處向棚腿方向量取相同的長度（如1m）并做好標記，然后用支護質量檢測儀的尺量部刻度側一邊連接兩處標記，再將轉動部旋轉緊貼棚腿邊緣，此時磁針會指示到半玄儀部的某一刻度，該度數即為水平巷道前傾后仰的度數或者傾斜巷道的迎山角。測量迎山角時，需首先測量巷道傾角，1人利用該儀器的尺量部靠在前后兩棚梁的下平面即可輕松測得巷道傾角。

（2）支架梁扭矩的度量

首先選取需要度量的相鄰兩棚，然后將支護質量檢測儀的尺量部平貼兩棚粱下平面，將支護質量檢測儀刻度側一邊連接兩棚棚粱中線（正中線、偏中線均可，只要是巷道的方向線就可以），再將轉動部旋轉緊貼棚粱，此時磁針指示到半玄儀部的某一刻度，用此度數的正弦值乘以巷道的凈寬即為支架梁扭矩的數值，即X＝L×sinα。式中：X為支架梁扭矩，L為支架梁長度，α為所讀刻度。

3 應用效果

支護質量檢測儀在井下架棚巷道檢查水平巷道前傾后仰、傾斜巷道迎退山角、支架梁扭矩、支架梁水平度時具有以下主要優點：

1）檢查時把尺量部靠在需度量支架的棚腿（棚粱）上，坡度儀指針即可指出棚腿（棚粱）的具體度數，操作簡便，度量精確。

2）一尺多用，既可度量支架的前傾后仰、迎退山角度、又可度量支架梁的扭矩及水平度。

（3）此量具結構簡單、實用性強、不易損壞，不用時掛在巷幫即可。

井下現場使用情況見圖5、圖6。

圖5 測量腿子迎退山

圖6 測量梁子調斜

4 結語

由于此量具具有快速、便捷、準確、省工省時且一尺多用的優點，可隨時隨地對巷道支護質量進行檢查，有利于提高架棚質量，增強支架的安全性，深受班組職工及管理人員的歡迎，對保證架棚質量，消除安全隱患具有非常明顯的效果。