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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