一种架棚巷道支护质量检测仪

杨敬峰，丁士建，徐小明

（皖北煤电集团公司 百善煤矿，安徽 淮北235000）

1 设计背景

在掘进架棚巷道施工中，按照刚性支架巷道安全质量标准化的要求，水平巷道前倾后仰、倾斜巷道迎山角、支架间距、支架梁扭矩、支架梁水平度以及立柱斜度都是必查项目，它们误差的大小，直接关系到矿井的质量标准化水平，直接关系到支护质量和矿井的安全生产。

首先，以架棚巷道中与巷道支护质量关系最为紧密的3项数据为例，看看在传统施工中，以上各项数据的测量方法。

1）水平巷道前倾后仰的测量：在立柱前侧面或者后侧面挂1m垂线，在底板水平上测垂点与立柱前侧面或者后侧面的距离（需一人挂垂线，一人测量数据，共需2人）。

2）倾斜巷道迎山角的测量：用坡度规的弦长部分紧靠立柱的前侧面或者后侧面量测。要先测量出巷道的倾角，然后再换算出支架迎山角（见表1）。现场工作中，首先需2人拉线绳子，1人挂半圆仪，测量出巷道倾角，然后再用坡度规测量支架迎山角，共需3人。

3）支架梁扭矩的测量：在检查点前2架支架梁水平面上，尺量后一架支架梁的中线点至前一架支架梁两端的距离，求其差值（首先需找出支架梁的正中线，两人拉钢尺进行测量，求其差值，共需2人）。

从以上3项重要数据的测量中可以看出，采用以往的测量方法，即使用KP—200型坡度规配合钢卷尺和线绳子在进行测量，存在以下问题：①需要多人配合，一人无法完成相应工作；②所拉线绳子的松紧度、半圆仪挂在线绳子后产生的摆动，都产生了较大的测量误差。特别是在倾斜巷道迎退山测量中，因没有专用度量工具，施工人员使用半圆仪和线绳子配合测量时，往往怕麻烦，都是凭感觉架棚，造成水平巷道前倾后仰、倾斜巷道迎山角误差过大，严重影响了架棚质量，同时还存在着较大威胁安全。

2 支护质量检测仪的设计及使用

2.1 制作过程

该仪器主要有3部分组成，即尺量部、半玄仪部和转动部。

（1）尺量部用一块850mm×80mm的透明有机玻璃制成，在有机玻璃上标识上刻度，短线为50mm刻度线，长线为100mm刻度线，刻度线为0.5mm，凹槽涂上红漆（见图1）。

（2）半玄仪部用KP—200型坡度规制成。拿一个完好的坡度规，去掉其一个“耳朵”然后在其圆心钻一Φ＝2 mm的圆孔。该圆孔用来连接尺量部、半玄仪部和转动部（见图2）。

图1 尺量部示意

图2 半玄仪部示意

（3）转动部（C）是由两块透明有机玻璃（A、B）粘贴而成，其中一块上固定有一磁钉，用以指示半玄仪刻度（见图3）。

图3 转动部示意

（4）支护质量检测仪的整体见图4。

图4 架棚巷道支护质量检测仪

2.2 使用方法

（1）水平巷道前倾后仰、倾斜巷道迎山角的度量

首先选取需要度量的相邻两棚，用钢卷尺分别从棚粱牙壳处向棚腿方向量取相同的长度（如1m）并做好标记，然后用支护质量检测仪的尺量部刻度侧一边连接两处标记，再将转动部旋转紧贴棚腿边缘，此时磁针会指示到半玄仪部的某一刻度，该度数即为水平巷道前倾后仰的度数或者倾斜巷道的迎山角。测量迎山角时，需首先测量巷道倾角，1人利用该仪器的尺量部靠在前后两棚梁的下平面即可轻松测得巷道倾角。

（2）支架梁扭矩的度量

首先选取需要度量的相邻两棚，然后将支护质量检测仪的尺量部平贴两棚粱下平面，将支护质量检测仪刻度侧一边连接两棚棚粱中线（正中线、偏中线均可，只要是巷道的方向线就可以），再将转动部旋转紧贴棚粱，此时磁针指示到半玄仪部的某一刻度，用此度数的正弦值乘以巷道的净宽即为支架梁扭矩的数值，即X＝L×sinα。式中：X为支架梁扭矩，L为支架梁长度，α为所读刻度。

3 应用效果

支护质量检测仪在井下架棚巷道检查水平巷道前倾后仰、倾斜巷道迎退山角、支架梁扭矩、支架梁水平度时具有以下主要优点：

1）检查时把尺量部靠在需度量支架的棚腿（棚粱）上，坡度仪指针即可指出棚腿（棚粱）的具体度数，操作简便，度量精确。

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

（3）此量具结构简单、实用性强、不易损坏，不用时挂在巷帮即可。

井下现场使用情况见图5、图6。

图5 测量腿子迎退山

图6 测量梁子调斜

4 结语

由于此量具具有快速、便捷、准确、省工省时且一尺多用的优点，可随时随地对巷道支护质量进行检查，有利于提高架棚质量，增强支架的安全性，深受班组职工及管理人员的欢迎，对保证架棚质量，消除安全隐患具有非常明显的效果。