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低压水切割机解决煤矿井下锚索切割的应用
来源: 时间:2021-09-01 浏览:6958
针对切割锚索危险性高且效率低的现状,由于低压水切割机的设备原理安全并且低压水 切割机设备的总体体积较小,一般重量在 90kg-350kg 左右,占地面积在一平方米以内,有 防爆电动机和液压等驱动方式,可以适应煤矿井下复杂的工作环境,本文采用低压水切割机 对煤矿井下锚索进行切割。

    低压切割机分为主机和辅机两部分,主机为磨料射流发生设备, 辅机为切割执行工装。如图 2 所示,为低压水切割机的主机和辅机。主机部分主要由驱动系 统、增压系统、水路循环系统以及控制系统组成,其中适用于煤矿井下环境的驱动系统可以 是防爆电动机或者液压站。辅机部分主要由手柄、软轴、切割器、割枪、调节杆、支架等部 分组成。切割器用于将被切割锚索的索具夹紧,将割枪固定到指定位置并带动割枪摆动;割 枪为水射流喷嘴的固定装置,由主机形成的磨料水射流会经割枪从喷嘴处喷出;调节杆用来 调节辅机设备的高度,以适应不同高度位置的锚索切割;支架为辅机支撑加固部分。


    锚索的切割方式是从索具根部进行切割,目的是将锚索的钢绞线切断,然后再将索具和钢绞线拆除,将锚索拆除后再拆除顶板。切割时割枪对准索具根部,在 钢绞线位置处进行小角度摇摆,通过转动软轴端部的手柄实现切割作业。辅机切割设备属于 半自动运行工况,通过人工控制手柄旋转速度,可以实时掌握切割进度。为防止锚索切割后 由于顶板上方煤层疏松和压力释放可能造成的瞬间坍塌现象,保证作业人员的安全,使用 3-5m 的软轴加长了手柄的操作距离,作业人员可以站在锚索掉落的安全距离外进行切割。 除此之外,还加设了支架提供作业支撑,防止切割器脱落造成意外事故,其中调节杆可根据 作业高度进行调节。 将与辅机相连接的套管与调节杆通过螺钉紧定;套管从索具下部套入,进行切割。为保 证作业的稳定性,可将套管与索具紧固在一起。调节好割枪角度,使其向上偏移约左右, 转动软轴端部手柄,使割枪绕中心轴转动,实现小角度切割。整个切割过程中,无需将整个 锚索索具全部切断,只要将索具中间的锚索钢绞线切断,索具便会自动掉落,从而可以实现 锚索的拆除作业。


    经过试验与在煤矿井下的现场实际应用,如图4、图5所示,低压切割机能够顺利的完成锚索切割拆除的工作任务,通过研究发现,低压水切割机在切割作业过程中温度一般不超过100℃,达不到瓦斯爆炸的引燃温度。根据对前混合磨料水射流在不同瓦斯条件下的切割实验结果,表明在任何瓦斯浓度的条件下,在切割时都不会发生爆炸现象。因此利用低压水切割机诱发放顶具有很好的安全性。在切割过程中,使用45MPa的磨料水射流工作压力,即可切割煤矿上常用的之直径30mm以内的钢绞线,有效切割深度达40mm。一半切割一套锚索索具大概需要耗时2-5min。切割后锚索会自动掉落,切个断面光洁平整,整个切割过程安全可靠,可以消除传统切割方法的安全隐患。

    研究结果表明,采用低压水切割机可以快速有效的将煤矿井下锚索钢绞线切割并将锚索整体拆除,同时可避免使用传统切割方式经常出现的事故。利用前混合磨料水射流切割技术进行切割锚索等支护锁具,进而诱发顶板安全垮落,能很好的解决煤矿井下回采巷道顶板放顶的困难的问题,在煤矿井下,低压水切割机切割过程无明火、无静电、无有害气体产生,相对于传统的切割方式更加安全环保、优势突出,适合在煤炭行业广泛的推广与应用。


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