【摘要】大明煤礦立井目前井下掘進(jìn)錨桿支護(hù)巷道采取人力緊固錨桿螺母,此項(xiàng)工序在操作過(guò)程中,存在預(yù)緊力不足,登高作業(yè)等諸多不利因素,在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究與實(shí)驗(yàn),針對(duì)緊固錨桿的特殊工藝,研制此設(shè)備,從而滿足井下掘進(jìn)進(jìn)尺的實(shí)際需求。
鐵法煤業(yè)集團(tuán)大明煤礦由原大明一井和大明四井合并而成。1959年5月1日簡(jiǎn)易投產(chǎn),設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)15萬(wàn)噸,1983年進(jìn)行技術(shù)改造后,原煤產(chǎn)量突破100萬(wàn)噸以上。由于掘進(jìn)工藝及工序的限制,在掘進(jìn)過(guò)程中,巷道鉆安錨桿為人為影響單進(jìn)因素,使我礦成功研制出自動(dòng)化錨桿緊固裝置,使我礦掘進(jìn)單進(jìn)由原來(lái)200m增至為440m,掘進(jìn)單進(jìn)取得明顯的進(jìn)步。
1自動(dòng)化錨桿緊固裝置設(shè)計(jì)理念
根據(jù)風(fēng)動(dòng)扳手原理,針對(duì)井下掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù),錨桿螺母的緊固、巷道高度等要求,將風(fēng)動(dòng)扳手與風(fēng)動(dòng)氣缸相結(jié)合,改造風(fēng)動(dòng)系統(tǒng),使風(fēng)動(dòng)氣缸推動(dòng)風(fēng)動(dòng)扳手上升,風(fēng)動(dòng)扳手帶動(dòng)錨桿螺母旋轉(zhuǎn),以達(dá)到緊固錨桿螺母的目的)。
2自動(dòng)化錨桿緊固裝置設(shè)計(jì)原理
氣壓傳動(dòng)工作原理是利用空氣壓縮機(jī)把電動(dòng)機(jī)或其他原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能,然后在控制元件的控制下,通過(guò)執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能,從而完成各種動(dòng)作并對(duì)外做功。本設(shè)備采取風(fēng)動(dòng)扳手與風(fēng)動(dòng)氣缸使用特制半圓包裹卡快相固定組合,利用風(fēng)動(dòng)氣缸的升降推動(dòng)風(fēng)動(dòng)扳手升降,結(jié)合風(fēng)動(dòng)扳手的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)錨桿螺母旋轉(zhuǎn)以達(dá)到緊固目的。
3自動(dòng)化錨桿緊固裝置風(fēng)路系統(tǒng)
壓縮空氣是最常見的動(dòng)力源,盡管電動(dòng)或液壓動(dòng)力也使用。氣動(dòng)板手被廣泛應(yīng)用在許多行業(yè),如汽車修理,重型設(shè)備維修,產(chǎn)品裝配(通常稱為“脈沖工具”和專為精確的扭矩輸出),重大建設(shè)項(xiàng)目,以及其他任何一個(gè)地方的高扭矩輸出需要。
氣動(dòng)扳手是用氣壓推動(dòng)葉片,壓力能轉(zhuǎn)化為扳手內(nèi)軸的機(jī)械能。緊固強(qiáng)度通過(guò)設(shè)置氣壓的大小來(lái)設(shè)置。比較形象的比喻就是把電風(fēng)扇反過(guò)來(lái)使用就是氣動(dòng)扳手。
氣動(dòng)扳手的扭矩值是以改變氣壓的大小來(lái)控制的,且沒(méi)有精度,而是以重復(fù)度表示。但若在氣動(dòng)扳手上加裝氣動(dòng)扳手專用的傳感器,則可用精度表示。
4氣壓傳動(dòng)工作原理
氣壓傳動(dòng)工作原理是利用空氣壓縮機(jī)把電動(dòng)機(jī)或其他原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能,然后在控制元件的控制下,通過(guò)執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能,從而完成各種動(dòng)作并對(duì)外做功。
5自動(dòng)化錨桿緊固裝置實(shí)際應(yīng)用效果分析
在S2N1段運(yùn)順巷道錨桿巷道相同條件下,使用自動(dòng)化錨桿緊固裝置與人力扳手,預(yù)應(yīng)力頂板壓力觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比試驗(yàn)分析。
通過(guò)選取6個(gè)觀測(cè)點(diǎn),28天后人力扳手緊固錨桿平均下沉量144.3mm,自動(dòng)化錨桿緊固裝置緊固錨桿平均下沉量104.2mm,同比下沉量減少40.1mm。
通過(guò)圍巖變形的數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果來(lái)看,由于錨桿預(yù)應(yīng)力的增加,減小了圍巖強(qiáng)度的降低,大幅提高了支護(hù)系統(tǒng)的初期支護(hù)剛度和強(qiáng)度,從而最大限度地降低了頂板下沉量。
自動(dòng)化錨桿緊固裝置理論扭矩可達(dá)2600Nm,由于在實(shí)際施工過(guò)程中,受諸多因素的影響,實(shí)際扭矩可達(dá)2000Nm,人力扳手扭矩平均500Nm,自動(dòng)化錨桿緊固裝置是人力扳手緊固錨桿預(yù)應(yīng)力的4倍。并且自動(dòng)化錨桿緊固裝置,每循環(huán)下來(lái)節(jié)約7分鐘。
6結(jié)論
通過(guò)使用人力扳手和自動(dòng)化錨桿緊固裝置緊固錨桿情況對(duì)比,使用自動(dòng)化錨桿緊固裝置達(dá)到提高錨桿預(yù)應(yīng)力,對(duì)頂板控制起到良好的效果,降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工時(shí)利用率,掘進(jìn)單進(jìn)尺顯著提升。
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