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摘要：本文分析了U型钢可缩性支架的特点和使用过程中的注意事项，说明了使用U型钢支架的效果。
关键词:U型钢：可缩性支架：特点：注意事项.
中图分类号：X752 文献标识码：A
辽源矿业集团西安煤业公司是我国第一个“五年计划”156个重点项目之一，1950年11月22日建井，1955年12月1日投产是一个有着50多年开采历史的资源衰老矿井，从1994年开始我区就进入残煤开采，到2003年所有原始块段全部开采完。全部进入残煤开采。由于残煤开采使原始的地应力重新分布，压力大，给支护工作带来较大困难。
矿井投产后原始块段掘进施工采用元木给木梯形支护，该支护支撑能力小，成本高，进入残煤开采后采用工字钢支护逐渐取代木梯形支护。工字钢支护放炮时易崩倒棚子，梁子被压弯变型，接口卡来压挤崩，易造成冒顶。2001年以后改用U型钢支护。该支护具有可缩性。整体性强，一次成巷，为安全生产提供了可靠保障。
1、U型钢支架的优点
1.1、抗压性强，一次成巷
U型钢支护是由三根或四根U型棚搭接组合而成，用卡子固定根据巷道压力和煤岩层硬度，可给拱形棚也可给圆棚，由于梁子为弧形使受力分布均匀，压力较大时可采用36KG/m~40KG/m、U型鋼支护或给密集棚。压力再大时可给对棚支护，保证了支护强度。如果采用木梯型支护或工字钢梯形支护抗压能力小，易造成折梁断腿或崩卡子，例如:N27采掘进施工中工作面走向长300米，在掘送85m时后路27m的棚子出现了较多折梁断腿给安全带来了较大威胁，最后工作面停下后由里向外进行恢复进行二次成巷，影响了施工进度，增加了成本。如果采用U型钢支护一次成巷，节省了维修时间和成本。
1.2、安全系数大，抗灾能力强
木梯型支护和工字钢支护梁腿靠的是咬合搭接、三根支护材料之间固定不牢，支架不是一体，整体性差，棚腿一旦被碰撞掉或悬空时，就会引起支架倒塌，顶板浮货冒落堵塞巷道，造成后路关门，威胁安全生产。另外木棚受压后易在亲口处劈断，工字钢受压后易崩卡，同时会有冒顶的危险。
而U型棚每侧有用两道铁卡坚固连接，两架棚之间使用铁拉条连接使其支架成为一体结构严谨，整体结合力强，棚腿不易被撞掉，即使悬空，拱棚凭自身拱形分散受压性能，支架不易大幅度下沉，造成冒顶。
1.3安全畅通、行走方便
U型钢拱棚的比木梯棚和工字钢梯形棚净高、断面大，对通风和行人都有好处。木棚支护一旦在折梁断腿时，备棚、套棚或挑棚都容易缩小断面，恢复时帮顶易淌货，影响环境，不便通风和行人。自从使用U型拱棚以来，消除了1.8m低矮巷道，不但人员行走方便安全，而且给通风运行创造了条件，是值得推广使用的。
1.4减少超高冒顶，有利于消防火
井巷施工改变了煤岩体原始应力分布状态，翻挑后将再次改变应力分布。如此改变越多，支架周围煤岩体破坏程度就越大，自然冒落拱的高度、宽度跟着扩大，这样的巷道帮顶越容易脱落超高，为瓦斯积存和高温发火创造了条件，埋下了发生瓦斯和火灾事故的重大隐患。
而使用U型钢支护翻挑恢复次数少，加之顶板铺设金属网，帮顶不易冒落。只要一次成巷时控制好顶板，减少超高冒顶，就会减少瓦斯积存和着火冒烟。至2001年使用U型拱棚以来，西安矿杜绝了瓦斯事故，发火封区、事故也大幅度下降，这是使用U型钢拱棚支护的结果。
1.5支架变形小，工程质量标准化易保证
由于U型钢棚抗压强度高支架保护性能好，变形程度小掘进事故甚至回来时基本上保持原有状态，加上施工时采用金属网护顶，帮顶杆交错均匀摆布，严格按“中心、腰线、棚腿、铁卡、劲木”等五条线标准操作，使工程质量保持经常化、持久化，为现实安全生产提供了质量保证。
使用U型注意事项
使用U型钢拱棚虽然有很多优点，但也有应注意的事项：
（1）初期投资高。但从长远效益看，它一次成巷效果好，变形小，维修量少，并可回收复用相对会减少材料投入。
（2）搭接处易缩膛。这正是可缩性支架的特点，是由于梁腿钢铁接触产生塑性变形的缘故因此要注重搭接长度，正负偏差控制在50㎜，并要保证粱腿搭接紧密合缝，防止局部咬合不严，降低抗压强度。
（3）铁卡易崩断和松动。由于U型钢拱棚较高，支架裸露多，随着矿压显现变化，两腿易向里“包饺子”，轻者铁卡松动，重者断卡，这就是要求每班施工前或放炮前后都要指派专人加固铁卡，对崩断铁卡及时更换，保证抗压强度。
（4）需要注意选型与棚距调整。随着采区动压变化，支架型号、支架结构和支架棚距也要因地制宜，压力大时可采用大型号U型钢，底板松软可给圆形支护，同时也可缩小棚距，通过加密支护保证安全。
（5）应注意严格按照标准施工。给棚时柱窝要找到硬底或焊底脚，给够迎山差角，帮对应搭接处要保持水平刹杆摆布均匀，上下山坡度大时增设铁拉条和劲木，使支架构成一体，增强支架整体抗压强度。
作者简介：初建国（1962-）男（汉）吉林省辽源矿业（集团）有限责任公司西安煤业公司125井第二采煤区主任工程师、工程师
关键词:U型钢：可缩性支架：特点：注意事项.
中图分类号：X752 文献标识码：A
辽源矿业集团西安煤业公司是我国第一个“五年计划”156个重点项目之一，1950年11月22日建井，1955年12月1日投产是一个有着50多年开采历史的资源衰老矿井，从1994年开始我区就进入残煤开采，到2003年所有原始块段全部开采完。全部进入残煤开采。由于残煤开采使原始的地应力重新分布，压力大，给支护工作带来较大困难。
矿井投产后原始块段掘进施工采用元木给木梯形支护，该支护支撑能力小，成本高，进入残煤开采后采用工字钢支护逐渐取代木梯形支护。工字钢支护放炮时易崩倒棚子，梁子被压弯变型，接口卡来压挤崩，易造成冒顶。2001年以后改用U型钢支护。该支护具有可缩性。整体性强，一次成巷，为安全生产提供了可靠保障。
1、U型钢支架的优点
1.1、抗压性强，一次成巷
U型钢支护是由三根或四根U型棚搭接组合而成，用卡子固定根据巷道压力和煤岩层硬度，可给拱形棚也可给圆棚，由于梁子为弧形使受力分布均匀，压力较大时可采用36KG/m~40KG/m、U型鋼支护或给密集棚。压力再大时可给对棚支护，保证了支护强度。如果采用木梯型支护或工字钢梯形支护抗压能力小，易造成折梁断腿或崩卡子，例如:N27采掘进施工中工作面走向长300米，在掘送85m时后路27m的棚子出现了较多折梁断腿给安全带来了较大威胁，最后工作面停下后由里向外进行恢复进行二次成巷，影响了施工进度，增加了成本。如果采用U型钢支护一次成巷，节省了维修时间和成本。
1.2、安全系数大，抗灾能力强
木梯型支护和工字钢支护梁腿靠的是咬合搭接、三根支护材料之间固定不牢，支架不是一体，整体性差，棚腿一旦被碰撞掉或悬空时，就会引起支架倒塌，顶板浮货冒落堵塞巷道，造成后路关门，威胁安全生产。另外木棚受压后易在亲口处劈断，工字钢受压后易崩卡，同时会有冒顶的危险。
而U型棚每侧有用两道铁卡坚固连接，两架棚之间使用铁拉条连接使其支架成为一体结构严谨，整体结合力强，棚腿不易被撞掉，即使悬空，拱棚凭自身拱形分散受压性能，支架不易大幅度下沉，造成冒顶。
1.3安全畅通、行走方便
U型钢拱棚的比木梯棚和工字钢梯形棚净高、断面大，对通风和行人都有好处。木棚支护一旦在折梁断腿时，备棚、套棚或挑棚都容易缩小断面，恢复时帮顶易淌货，影响环境，不便通风和行人。自从使用U型拱棚以来，消除了1.8m低矮巷道，不但人员行走方便安全，而且给通风运行创造了条件，是值得推广使用的。
1.4减少超高冒顶，有利于消防火
井巷施工改变了煤岩体原始应力分布状态，翻挑后将再次改变应力分布。如此改变越多，支架周围煤岩体破坏程度就越大，自然冒落拱的高度、宽度跟着扩大，这样的巷道帮顶越容易脱落超高，为瓦斯积存和高温发火创造了条件，埋下了发生瓦斯和火灾事故的重大隐患。
而使用U型钢支护翻挑恢复次数少，加之顶板铺设金属网，帮顶不易冒落。只要一次成巷时控制好顶板，减少超高冒顶，就会减少瓦斯积存和着火冒烟。至2001年使用U型拱棚以来，西安矿杜绝了瓦斯事故，发火封区、事故也大幅度下降，这是使用U型钢拱棚支护的结果。
1.5支架变形小，工程质量标准化易保证
由于U型钢棚抗压强度高支架保护性能好，变形程度小掘进事故甚至回来时基本上保持原有状态，加上施工时采用金属网护顶，帮顶杆交错均匀摆布，严格按“中心、腰线、棚腿、铁卡、劲木”等五条线标准操作，使工程质量保持经常化、持久化，为现实安全生产提供了质量保证。
使用U型注意事项
使用U型钢拱棚虽然有很多优点，但也有应注意的事项：
（1）初期投资高。但从长远效益看，它一次成巷效果好，变形小，维修量少，并可回收复用相对会减少材料投入。
（2）搭接处易缩膛。这正是可缩性支架的特点，是由于梁腿钢铁接触产生塑性变形的缘故因此要注重搭接长度，正负偏差控制在50㎜，并要保证粱腿搭接紧密合缝，防止局部咬合不严，降低抗压强度。
（3）铁卡易崩断和松动。由于U型钢拱棚较高，支架裸露多，随着矿压显现变化，两腿易向里“包饺子”，轻者铁卡松动，重者断卡，这就是要求每班施工前或放炮前后都要指派专人加固铁卡，对崩断铁卡及时更换，保证抗压强度。
（4）需要注意选型与棚距调整。随着采区动压变化，支架型号、支架结构和支架棚距也要因地制宜，压力大时可采用大型号U型钢，底板松软可给圆形支护，同时也可缩小棚距，通过加密支护保证安全。
（5）应注意严格按照标准施工。给棚时柱窝要找到硬底或焊底脚，给够迎山差角，帮对应搭接处要保持水平刹杆摆布均匀，上下山坡度大时增设铁拉条和劲木，使支架构成一体，增强支架整体抗压强度。
作者简介：初建国（1962-）男（汉）吉林省辽源矿业（集团）有限责任公司西安煤业公司125井第二采煤区主任工程师、工程师