【摘要】本文為適應(yīng)巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力的需要，提出了一種錨桿鉆機(jī)扭矩放大器，簡(jiǎn)化了巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力復(fù)雜的施工工藝，提高了巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力施工的安全性，降低了巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力施工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
引言
隨著煤礦的逐年開(kāi)采，巷道深度逐步加深，巷道地質(zhì)趨于惡化，對(duì)巷道支護(hù)預(yù)緊力的需求越來(lái)越高，巷道支護(hù)施工工藝日趨復(fù)雜，制約了巷道掘進(jìn)速度的發(fā)展，急需新的巷道支護(hù)技術(shù)的出現(xiàn)，為此我們進(jìn)行了錨桿鉆機(jī)和煤礦巷道支護(hù)的研究，并成功開(kāi)發(fā)研制了2.5倍扭矩放大器。
1、市場(chǎng)現(xiàn)狀
現(xiàn)有的巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力施工工藝為：錨桿鉆機(jī)完成鉆孔、安裝錨桿以及初步錨固，預(yù)緊力一般在200N.m左右，再使用氣動(dòng)扳手二次預(yù)緊，使預(yù)緊力增加到500N.m左右，滿(mǎn)足巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力要求。因氣動(dòng)扳手重量為7.5kg，預(yù)緊錨桿時(shí)，需要工人站在臨時(shí)搭起的簡(jiǎn)易支架上雙手舉起氣動(dòng)扳手進(jìn)行預(yù)緊操作，支架穩(wěn)定性差，工人操作過(guò)程存在安全隱患，同時(shí)，氣動(dòng)扳手預(yù)緊錨桿時(shí)，震動(dòng)頻率高，手臂容易酸軟、疲勞，工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大。
2、功能分析
從目前巷道支護(hù)情況看，MQT-130錨桿鉆機(jī)（重54Kg）基本能夠滿(mǎn)足煤礦巷道支護(hù)鉆孔、安裝錨桿以及初步錨固的需求，但不能滿(mǎn)足巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力500N.m的要求。
為滿(mǎn)足500N.m的巷道支護(hù)錨桿預(yù)緊力要求，目前有以下幾種方法能夠?qū)崿F(xiàn)：1.使用氣動(dòng)扳手二次預(yù)緊（目前普遍采用的方法）。2.研發(fā)大扭矩MQT系列錨桿鉆機(jī)，使錨桿鉆機(jī)失速扭矩≥500N.m。3.研發(fā)新的設(shè)備滿(mǎn)足巷道支護(hù)錨桿500N.m預(yù)緊力的需求。
3、方案確定
以上三種方法，第一種方法工藝繁瑣、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工過(guò)程存在安全隱患。第二種方法研制的失速扭矩大于500N.m的MQT錨桿鉆機(jī)重量由現(xiàn)有的54kg大約增至70kg。在巷道支護(hù)作業(yè)時(shí)，工人需一直操縱重達(dá)70Kg的錨桿鉆機(jī)工作，勞動(dòng)強(qiáng)度將嚴(yán)重增加；如果在鉆孔時(shí)突然卡鉆，工人需要在毫無(wú)防備的情況下突然克服500N.m左右的扭矩，有可能對(duì)工人身體進(jìn)行傷害。鑒于以上兩種方法的不足，我們提出了第三種方法——研發(fā)新的輔助設(shè)備滿(mǎn)足巷道支護(hù)錨桿500N.m預(yù)緊力的需求，即使用現(xiàn)有MQT-130錨桿鉆機(jī)配合2.5倍扭矩放大器工作的作業(yè)形式。在正常鉆孔作業(yè)過(guò)程中，僅使用MQT-130（重54Kg）錨桿鉆機(jī)鉆孔，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較小，且更安全；在鉆孔作業(yè)完成后，工人僅需把扭矩放大器（僅重11kg）插在錨桿鉆機(jī)上代替現(xiàn)有的雙六方套進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。此時(shí)，錨桿鉆機(jī)通過(guò)2.5倍扭矩放大器具有了扭矩放大功能，使錨桿機(jī)最大輸出扭矩由200N.m提高到500N.m，滿(mǎn)足巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力的需要。
4、工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.5倍扭矩放大器作為錨桿鉆機(jī)的一種輔助工具，利用錨桿鉆機(jī)本身具有的旋轉(zhuǎn)功能、升降功能以及錨桿預(yù)緊功能，實(shí)現(xiàn)自身的放大扭矩、提高巷道支護(hù)錨桿預(yù)緊力的目的。
5、工業(yè)性試驗(yàn)
我們于2011年進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容：⑴觀測(cè)錨桿機(jī)+2.5倍扭矩放大器輸出扭矩是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；⑵巷道支護(hù)效率⑶預(yù)緊力能否達(dá)到要求。
試驗(yàn)結(jié)果如下：⑴在錨桿鉆機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)5臺(tái)，輸出扭矩分別為525N.m、530N.m、535N.m、538N.m、540N.m，均大于500N.m；⑵巷道支護(hù)時(shí)間與原僅使用錨桿鉆機(jī)安裝錨桿預(yù)緊時(shí)間一致，節(jié)省了原使用氣動(dòng)扳手二次預(yù)緊時(shí)間；⑶使用錨桿機(jī)+2.5倍扭矩放大器預(yù)緊后，利用力矩扳手驗(yàn)證，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
6、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)錨桿機(jī)2.5倍扭矩放大器的研制，滿(mǎn)足了巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力的需要，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有巷道支護(hù)高強(qiáng)度預(yù)緊力的施工工藝，提高了煤礦工人在巷道支護(hù)過(guò)程的安全性，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還進(jìn)一步提高了煤礦巷道支護(hù)的速度。
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