一種架棚巷道支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)儀

楊敬峰，丁士建，徐小明

（皖北煤電集團(tuán)公司 百善煤礦，安徽 淮北235000）

1 設(shè)計(jì)背景

在掘進(jìn)架棚巷道施工中，按照剛性支架巷道安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目，它們誤差的大小，直接關(guān)系到礦井的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化水平，直接關(guān)系到支護(hù)質(zhì)量和礦井的安全生產(chǎn)。

首先，以架棚巷道中與巷道支護(hù)質(zhì)量關(guān)系最為緊密的3項(xiàng)數(shù)據(jù)為例，看看在傳統(tǒng)施工中，以上各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)量方法。

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

2）傾斜巷道迎山角的測(cè)量：用坡度規(guī)的弦長(zhǎng)部分緊靠立柱的前側(cè)面或者后側(cè)面量測(cè)。要先測(cè)量出巷道的傾角，然后再換算出支架迎山角（見(jiàn)表1）?，F(xiàn)場(chǎng)工作中，首先需2人拉線繩子，1人掛半圓儀，測(cè)量出巷道傾角，然后再用坡度規(guī)測(cè)量支架迎山角，共需3人。

3）支架梁扭矩的測(cè)量：在檢查點(diǎn)前2架支架梁水平面上，尺量后一架支架梁的中線點(diǎn)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(jìn)行測(cè)量，求其差值，共需2人）。

從以上3項(xiàng)重要數(shù)據(jù)的測(cè)量中可以看出，采用以往的測(cè)量方法，即使用KP—200型坡度規(guī)配合鋼卷尺和線繩子在進(jìn)行測(cè)量，存在以下問(wèn)題：①需要多人配合，一人無(wú)法完成相應(yīng)工作；②所拉線繩子的松緊度、半圓儀掛在線繩子后產(chǎn)生的擺動(dòng)，都產(chǎn)生了較大的測(cè)量誤差。特別是在傾斜巷道迎退山測(cè)量中，因沒(méi)有專用度量工具，施工人員使用半圓儀和線繩子配合測(cè)量時(shí)，往往怕麻煩，都是憑感覺(jué)架棚，造成水平巷道前傾后仰、傾斜巷道迎山角誤差過(guò)大，嚴(yán)重影響了架棚質(zhì)量，同時(shí)還存在著較大威脅安全。

2 支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)及使用

2.1 制作過(guò)程

該儀器主要有3部分組成，即尺量部、半玄儀部和轉(zhuǎn)動(dòng)部。

（1）尺量部用一塊850mm×80mm的透明有機(jī)玻璃制成，在有機(jī)玻璃上標(biāo)識(shí)上刻度，短線為50mm刻度線，長(zhǎng)線為100mm刻度線，刻度線為0.5mm，凹槽涂上紅漆（見(jiàn)圖1）。

（2）半玄儀部用KP—200型坡度規(guī)制成。拿一個(gè)完好的坡度規(guī)，去掉其一個(gè)“耳朵”然后在其圓心鉆一Φ＝2 mm的圓孔。該圓孔用來(lái)連接尺量部、半玄儀部和轉(zhuǎn)動(dòng)部（見(jiàn)圖2）。

圖1 尺量部示意

圖2 半玄儀部示意

（3）轉(zhuǎn)動(dòng)部（C）是由兩塊透明有機(jī)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(jiàn)圖3）。

圖3 轉(zhuǎn)動(dòng)部示意

（4）支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)儀的整體見(jiàn)圖4。

圖4 架棚巷道支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)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(zhǎng)度（如1m）并做好標(biāo)記，然后用支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)儀的尺量部刻度側(cè)一邊連接兩處標(biāo)記，再將轉(zhuǎn)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)緊貼棚腿邊緣，此時(shí)磁針會(huì)指示到半玄儀部的某一刻度，該度數(shù)即為水平巷道前傾后仰的度數(shù)或者傾斜巷道的迎山角。測(cè)量迎山角時(shí)，需首先測(cè)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(cè)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(hù)質(zhì)量檢測(cè)儀的尺量部平貼兩棚粱下平面，將支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)儀刻度側(cè)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(zhuǎn)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)緊貼棚粱，此時(shí)磁針指示到半玄儀部的某一刻度，用此度數(shù)的正弦值乘以巷道的凈寬即為支架梁扭矩的數(shù)值，即X＝L×sinα。式中：X為支架梁扭矩，L為支架梁長(zhǎng)度，α為所讀刻度。

3 應(yīng)用效果

支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)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(shí)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

1）檢查時(shí)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(shù)，操作簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、不易損壞，不用時(shí)掛在巷幫即可。

井下現(xiàn)場(chǎng)使用情況見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 測(cè)量腿子迎退山

圖6 測(cè)量梁子調(diào)斜

4 結(jié)語(yǔ)

由于此量具具有快速、便捷、準(zhǔn)確、省工省時(shí)且一尺多用的優(yōu)點(diǎn)，可隨時(shí)隨地對(duì)巷道支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行檢查，有利于提高架棚質(zhì)量，增強(qiáng)支架的安全性，深受班組職工及管理人員的歡迎，對(duì)保證架棚質(zhì)量，消除安全隱患具有非常明顯的效果。