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斜巷架棚巷道迎山角的確定與運用

斜巷架棚巷道迎山角的確定與運用

摘要:根據支架受力情況分析從而推導出迎山角的計算公式,然后把迎山角轉化為長度,從而提高了迎山角在架棚施工中的可操作性。

關鍵詞:巷道傾角;支架迎山角;應山有力;長度轉換

前言

在傾斜巷道架棚掘進過程中,常常會遇到架棚迎山角的問題,對于迎山角的確定不同人有不同的認識,本文通過對迎山角的具體分析,在施工過程中用長度代替迎山角。

1.迎山角的定義及作用

在平巷里,頂板壓力的方向是重力方向,是垂直于巷道頂板的。在傾斜巷道內卻不同,頂板壓力雖然是重力方向,但頂板壓力(P)可以分解為兩個方向的力,一個是垂直于頂板的垂直壓力(N),另一個平行于頂板的傾斜壓力。

斜巷的支架既要承受垂直壓力,又要承受下推力。因此斜巷的支架就不能按垂直于巷道頂底板的方向去架設,而必須向上迎一個角度,我們把棚腿中心線與頂底板垂線之間的夾角,叫做迎山角。支架迎山角是為了克服下推力,防止支架向下傾倒的措施之一。

如下圖:巷道在煤層中掘進,巷道傾角為α,支架與煤層頂底板法線的夾角為β,β即為迎山角。

圖一應山角示意圖

2.迎山角的計算方法

怎樣確定迎山角,理論認為在6°—8°的斜巷中支護時,支架垂直頂底板向上挺一度。在作業規程中規定迎山角為傾角的1/8-1/6,即β=(1/6~1/8)α,例如巷道的傾角為30°,則迎山角為4°~5°,迎山角過大、過小都會降低支架的支撐能力。迎山角過大叫過山,迎山角給反了叫退山,都是不允許的。

當巷道傾角大于45°或者巷道傾角超過底板巖石的滑動角時,底板巖石可能下滑,則巷道底板也要進行支護。大家都知道,井下巷道及工作面頂板都有正壓力和下滑力,特別是傾斜巷道的正壓力和下滑力較為突出,故在架棚時支架垂直于頂底板柱頭必須向上挺,如果工作面頂板的壓力下滑難免把工作面所有的支架全部撲倒發生頂板事故,其實如果超過迎山角度的稱之為過山,支架垂直于頂底板向下偏的稱之為退山。

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