摘要：根據(jù)支架受力情況分析從而推導(dǎo)出迎山角的計(jì)算公式，然后把迎山角轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度，從而提高了迎山角在架棚施工中的可操作性。

關(guān)鍵詞：巷道傾角;支架迎山角;應(yīng)山有力;長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換

前言

在傾斜巷道架棚掘進(jìn)過(guò)程中，常常會(huì)遇到架棚迎山角的問(wèn)題，對(duì)于迎山角的確定不同人有不同的認(rèn)識(shí)，本文通過(guò)對(duì)迎山角的具體分析，在施工過(guò)程中用長(zhǎng)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(nèi)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(gè)方向的力，一個(gè)是垂直于頂板的垂直壓力（N），另一個(gè)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?shù)装宓姆较蛉ゼ茉O(shè)，而必須向上迎一個(gè)角度，我們把棚腿中心線與頂?shù)装宕咕€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(jìn)，巷道傾角為α，支架與煤層頂?shù)装宸ň€的夾角為β，β即為迎山角。

圖一??應(yīng)山角示意圖

2.迎山角的計(jì)算方法

怎樣確定迎山角，理論認(rèn)為在?6°—8°的斜巷中支護(hù)時(shí)，支架垂直頂?shù)装逑蛏贤σ欢?。在作業(yè)規(guī)程中規(guī)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(guò)大、過(guò)小都會(huì)降低支架的支撐能力。迎山角過(guò)大叫過(guò)山，迎山角給反了叫退山，都是不允許的。

當(dāng)巷道傾角大于45°或者巷道傾角超過(guò)底板巖石的滑動(dòng)角時(shí)，底板巖石可能下滑，則巷道底板也要進(jìn)行支護(hù)。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(shí)支架垂直于頂?shù)装逯^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(fā)生頂板事故，其實(shí)如果超過(guò)迎山角度的稱(chēng)之為過(guò)山，支架垂直于頂?shù)装逑蛳缕姆Q(chēng)之為退山。

3.迎山角的質(zhì)量要求及檢查方法

3.1?質(zhì)量要求

合格品：不超過(guò)設(shè)計(jì)值±1°，不得退山、過(guò)山。

優(yōu)良品：不超過(guò)設(shè)計(jì)值±0.5°，不得退山、過(guò)山。

3.2?檢查方法

用半圓儀緊靠支架沿平行于巷道中心線的一個(gè)側(cè)面進(jìn)行量測(cè)?。

迎山角=斜巷設(shè)計(jì)角度-（90°-半圓儀讀數(shù)）。

4.迎山角與長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換

（1）如圖2?所示，已知巷道（煤層）傾角?a（a角為設(shè)計(jì)給出或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定），計(jì)算出支柱的迎山角β，可求出γ角（等于a一β?）。解直角三角形，可得?h=?Lsinγ，這里我們?nèi)?L?=?lm。這樣，已知?a角，即可求出支架正確迎山時(shí)的h值，從而實(shí)現(xiàn)了傾角?a與長(zhǎng)度h?的轉(zhuǎn)換。架設(shè)支架時(shí)，直接測(cè)量?h?值，即可達(dá)到正確架設(shè)支架迎山角的目的。

圖二??應(yīng)山角長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換示意圖

角度與長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換計(jì)算如表?I（L取?lm?，表中未列出的可自行計(jì)算）。

a（°）

β（°）（°）

γ（°）

h（mm）

退山臨界值（h1）

迎山臨界值（h2）

4

1

3

52

52

20

5

1

4

70

70

38

6

1

5

87

87

55

7

2

6

87

105

72

8

2

7

105

122

90

9

2

8

122

139

107

10

2

9

139

156

124

11

2

10

156

174

142

12

2

10.5

174

191

159

13

2.5

11.5

182

208

176

14

2.5

12.5

199

225

193

15

2.5

13.5

216

242

210

16

2.5

14.5

233

259

228

表1???支架迎山角長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換表

（2）用“?一尺一線”法架設(shè)支架

通過(guò)迎山角的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換后，實(shí)現(xiàn)支架正確支設(shè)迎山的步驟為：

①在支架上方某點(diǎn)掛1m長(zhǎng)垂線，使垂線落在支架下坡方向。如果垂線落在支柱上坡方向，此時(shí)支柱迎山特別大。

②根據(jù)巷道（煤層）設(shè)計(jì)坡度或自然坡度（工區(qū)提供或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定），?確定?γ值?，從而確定?h值。

③用直角尺測(cè)量?h值，上下調(diào)整支柱使之與標(biāo)準(zhǔn)值相符。

以?15°傾角的架棚巷道為例，當(dāng)?h值為?216mm?時(shí)，支柱迎山角為?2.5°，迎山正確?;當(dāng)h?>?h1（242mm?）時(shí)，支柱迎山角小于1°，?支柱退山;當(dāng)?h?

柱迎山過(guò)大;h?值界于210?～242mm?之間時(shí)，迎山角布設(shè)正確。

通過(guò)以上方法即可實(shí)現(xiàn)“?一尺一線（直角尺和垂線）”簡(jiǎn)單確定迎山角。

（3）“?一尺一線”?法的優(yōu)點(diǎn)

①便于操作。通過(guò)迎山角的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換?，施工人員可以直接通過(guò)測(cè)量?h?值達(dá)到正確支設(shè)支柱迎山角的目的。操作方便，簡(jiǎn)明易懂?、?易用。

②便于記憶。對(duì)施工人員和管理人員來(lái)講，可現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算?h?值，其簡(jiǎn)易方法是h?=?γ×17，?（γ=?a?一β）記憶方法為：Sin1°?=?0?.01745，每度可取?17m?m?。γ?取值也很好記憶，?方法是6°以下取?1°，7?°～12°取?2°，大于?12°取?2.5°。以巷道（煤層）傾角?10°為例?，γ值取?8°，8×17=?136mm?，和標(biāo)準(zhǔn)值?139mm?相差?3mm?，能夠滿足檢查要求。

③便于檢查驗(yàn)收。在現(xiàn)場(chǎng)檢查支柱迎山角時(shí)，可用手中的米尺及就地取材的垂線檢測(cè)。

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作者簡(jiǎn)介：

喬志輝，男，畢業(yè)于河南理工大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在河南能源義煤公司孟津煤礦擔(dān)任掘二隊(duì)技術(shù)員。