CN104790989A - 一种矿用化学锚索退锚装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种矿用化学锚索退锚装置及方法,适用于巷道的退锚作业。装置主要包括药包、导流管、特制锚环和节流阀四个部分。通过导流管把药包内的酸液引入特制锚环和锚索间的空隙中,酸液腐蚀弱化锚索,反应过的废液通过特制锚环下侧的导流孔流出。之后利用滞后采动压力,实现退锚效果。可以通过控制节流阀流速或调节药包酸液浓度来设定腐蚀速度,以调节锚索失效时间。本装置简化了退锚施工工艺,降低了工人劳动强度,且能人为地控制锚固失效时间,增加了退锚工序的安全性,结构简单,易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿用化学锚索退锚装置及方法,尤其适用于巷道的退锚作业。
背景技术
煤巷锚杆索支护是我国普遍采用的支护方式,其具有操作简便、支护效果好等优点,但也会造成工作面端头较大面积悬顶,导致端头瓦斯积聚,这给顶板与瓦斯管理带来极大的隐患。因而如何保证顶板在工作面推过前不垮落,在工作面推过后及时垮落是煤巷支护亟需解决的问题。为此,采煤作业过程中经常进行退锚作业。
目前普遍采用机械式退锚,主要存在以下问题:退锚后顶板随即失去锚固力,易发生冒顶;退锚过程生拉硬拽,加大冒顶风险;退锚效果差,效率低,锚索脱皮频发;退锚设备较重,不易操作,成本较高,使用受限。因此亟需提出一种新型退锚装置和方法,解决上述难题。
发明内容
技术问题:本发明的目的是针对现有机械式退锚方法的缺陷,提出了一种矿用化学锚索退锚装置及方法,利用化学锚索人为控制锚固体失效时间,从而达到安全退锚的效果。
技术方案:本发明的矿用化学锚索退锚装置,包括穿套在锚索外露段上的锁具和托盘,所述的锁具和托盘之间设有特制锚环,所述特制锚环的径向开有上下不对称的两个导流孔,上部的一个导流孔内设有导流管,导流管与设在顶板上的药包相连接,药包内装有浓度为5~12mol/L的混合酸液;所述的导流管上设有节流阀。
使用上述装置的矿用化学锚索退锚方法,包括如下步骤:
a.在地面制备与导流管相连接的药包和特制锚环;
b.安装锚索时,将特制锚环安装在锁具与托盘之间,其它工序与锚索安装工序相同;
c.工作面回采时,滞后液压支架立柱一个截深,将药包固定在锚索托盘外部的顶板上;
d.将导流管的一端与特制锚环上部的导流孔相连接;药包中的酸液在重力作用下自流,经导流管、特制锚环上部的导流孔进入锚索和特制锚环的空隙中,对锚索进行腐蚀;反应过的废液通过特制锚环下侧的导流孔流出;
e.在滞后液压支架立柱0.5m处安设警示线,禁止人员越过,防止药包中的混合酸液滴落危害工人健康;
f.锚索被酸液腐蚀后,抗拉强度大大降低,之后利用滞后采动压力,实现退锚;
g.待液压支架向前推进一个截深,重复c、d、e,直至完成整个工作面的回采。
所述药包的体积为100~500mL,药包的高度与锚索托盘高度相同。
所述药包内的酸液盐酸、硝酸或硫酸溶液。
所述特制锚环外径比锚索锁具外径大5~30mm,内径比锚索直径大5~10mm。
通过调节节流阀设定酸液流速,控制锚索腐蚀的失效时间为1~12小时之间。
有益效果:由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下优点:
1.利用强酸快速腐蚀锚索,弱化锚索的抗拉强度。之后利用滞后采动压力,达到破坏锚索的效果,节省强酸用量,而且工人退锚作业环境更为安全;
2.可以通过控制酸液浓度或流速,实现锚索失效时间的可控;
3.退锚环较锁具直径大,减小锁具对托盘的应力集中,改善托盘的受力环境;
4.本发明结构简单,易于操作,降低了劳动强度,简化了退锚施工工艺,易于推广。
附图说明
图1是本发明锚索剖视结构示意图;
图2(a)是本发明特制锚环的俯视图;
图2(b)是本发明特制锚环的剖面图。
图中:1-锚索;2-药包;3-导流管;4-节流阀;5-导流孔;6-锁具;7-特制锚环;8-托盘;9-顶板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
本发明的矿用化学锚索退锚装置,主要由药包2、导流管3、流阀4、锁具6、特制锚环7和节托盘8组成。锁具6和托盘8穿套在锚索1外露段上,所述的特制锚环7设在锁具6和托盘8之间,所述特制锚环7的径向开有上下不对称的两个导流孔5,上部的一个导流孔5内设有导流管3,导流管3与设在顶板9上的药包2相连接,药包2内装有浓度为5~12mol/L的混合酸液;所述的导流管3上设有节流阀4。
本发明的矿用化学锚索退锚方法,步骤如下:
a.在地面制备与导流管3相连接的药包2和特制锚环7;所述药包2的体积为100~500mL,药包2的高度与锚索托盘8高度相同。药包2内装有浓度为5~12mol/L的盐酸、硝酸或硫酸溶液,导流管3上装有节流阀4,同时制备特制锚环7,所述特制锚环7外径比锚索锁具外径大5~30mm,内径比锚索直径大5~10mm。在特制锚环7的一侧的上部和对侧的下部开有两导流孔5,特制锚环7经过防腐蚀处理,与混合酸不反应。
b.在顺槽掘进期间安装锚索1时,将特制锚环7安装在锁具6与托盘8之间,其它工序与锚索1安装工序相同;
c.工作面回采时,滞后液压支架立柱一个截深1m,将连接着导流管3的药包2固定在锚索托盘8外部的顶板9上;
d.将导流管3的一端与特制锚环7上部的导流孔5相连接;药包2中的酸液在重力作用下自流,经导流管3、特制锚环7上部的导流孔5进入锚索1和特制锚环7的空隙中,对锚索1进行腐蚀;反应过的废液通过特制锚环7下侧的导流孔5流出;通过调节节流阀4来设定酸液流速,以控制锚索腐蚀失效时间;通过调节节流阀4设定酸液流速,控制锚索1腐蚀的失效时间为1~12小时之间。
e.在滞后液压支架立柱0.5m处安设警示线,禁止人员越过,防止药包2中的混合酸液滴落危害工人健康;
f.锚索1被酸液腐蚀后,抗拉强度大大降低,之后利用滞后采动压力,实现退锚效果;
g.待液压支架向前推进一个截深,重复c、d、e,直至完成整个工作面的回采。
Claims (5)
1.一种矿用化学锚索退锚装置,包括穿套在锚索(1)外露段上的锁具(6)和托盘(8),其特征在于:所述的锁具(6)和托盘(8)之间设有特制锚环(7),所述特制锚环(7)的径向开有上下不对称的两个导流孔(5),上部的一个导流孔(5)内设有导流管(3),导流管(3)与设在顶板(9)上的药包(2)相连接,药包(2)内装有浓度为5~12mol/L的混合酸液;所述的导流管(3)上设有节流阀(4)。
2.一种使用权利要求1所述装置的矿用化学锚索退锚方法,其特征在于包括如下步骤:
a.在地面制备与导流管(3)相连接的药包(2)和特制锚环(7);
b.安装锚索(1)时,将特制锚环(7)安装在锁具(6)与托盘(8)之间,其它工序与锚索(1)安装工序相同;
c.工作面回采时,滞后液压支架立柱一个截深,将药包(2)固定在锚索托盘(8)外部的顶板(9)上;
d.将导流管(3)的一端与特制锚环(7)上部的导流孔(5)相连接;药包(2)中的酸液在重力作用下自流,经导流管(3)、特制锚环(7)上部的导流孔(5)进入锚索(1)和特制锚环(7)的空隙中,对锚索(1)进行腐蚀;反应过的废液通过特制锚环(7)下侧的导流孔(5)流出;
e.在滞后液压支架立柱0.5 m处安设警示线,禁止人员越过,防止药包(2)中的混合酸液滴落危害工人健康;
f.锚索(1)被酸液腐蚀后,抗拉强度大大降低,之后利用滞后采动压力,实现退锚;
g.待液压支架向前推进一个截深,重复c、d、e,直至完成整个工作面的回采。
3.根据权利要求2所述的一种矿用化学锚索退锚方法,其特征在于:所述药包(2)的体积为100~500mL,药包(2)的高度与锚索托盘(8)高度相同。
4.根据权利要求2或3所述的一种矿用化学锚索退锚方法,其特征在于:所述药包(2)内的酸液盐酸、硝酸或硫酸溶液。
5.根据权利要求2所述的一种矿用化学锚索退锚装置及方法,其特征在于:通过调节节流阀(4)设定酸液流速,控制锚索(1)腐蚀的失效时间为1~12小时之间。
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