本发明涉及矿山井巷工程支护机具领域，尤其涉及一种用于井下锚索锁具自动退除作业的退锚装置。
背景技术：
锚索是煤矿巷道支护的最主要构件，使用量数以千万计。对于回采巷道来讲，回采前需依靠锚索维护采前稳定，回采后需及时垮塌以保障工作面安全。当锚索过强支护时，工作面推进后回采巷道顶板滞后垮落，产生大面积悬顶，相临巷道应力增大，并易造成瓦斯和有害气体积聚，给煤矿生产带来一定的安全隐患，因此需要将锚索的锁具退出以解除锚固作用，并回收托盘、锁杯等材料。
当前退锚机具在锁片的拆除环节需要人工介入，危险性大，对于锈蚀等情况锚索退锚率低。为了有效地拆除顶板上的锚索锁具，提高作业效率和安全性，专利一种锚索退锚装置（201520845889.3）公开了一种抓取式退锚装置，抓取单元直接抓取锚塞（锁片）实现锚塞（锁片）与锚杯的相对运动，当锁紧力过大时锁片与锁杯难以分离，造成锁片尾沿等结构的损毁而退锚失效；专利一种快速退锚器（201521071100.x）公开了一种带有三个径向运动滑块的退锚头，滑块在弹簧作用下可扣住夹片槽，阻挡分离后的夹片复位，由于沿用传统结构锁片，环槽较窄、滑块薄弱，机构可靠性低，且需要人工预先取下锁片槽中的皮套。张拉、拨片、退锚等工艺无法连续完成，必须开发新型高效退锚机具。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种卡盘式自动退锚装置，并配套一种带外沿结构锁片，实现张拉、松锚、退锚过程的自动化。
本发明所采用的技术方案是：一种卡盘式自动退锚装置，在传统退锚张拉千斤顶退锚头的外部，通过联接部安设了液压卡盘，配套的锚索锁具采用尾沿结构锁片。所述退锚张拉千斤顶主要包括外缸、内缸、活塞、退锚头、工具锚片、工具锚杯和松卡环，内、外缸在尾端固定，退锚头和活塞连接成一体，工具锚杯和内缸连接成一体，在退锚头顶部开有卡爪活动的切槽；所述液压卡盘主要由导向推盘、滑槽盖和卡爪构成，液压卡盘的推盘上设有与卡爪相同数量的导向块，导向块嵌入卡爪的导向槽内，卡爪在滑槽盖的滑槽里径向移动；所述联接部由置于液压卡盘上部的复位弹簧和压盖组成；配套的锚具由锚杯、锁片和钢绞线等组成，锁片尾部加长并有翻边外沿、且在与钢绞线配合内径留有动作间隙。本发明液压卡盘套装在退锚头外部，底部通过复位弹簧安置在退锚头上，然后用压盖将液压卡盘锁住。
本发明的退锚张拉千斤顶和液压卡盘均采用双向液压缸结构，具有进、退双回路，分别采用高、低压泵进行控制，其中退锚张拉千斤顶为高压系统、三爪液压卡盘为低压系统。
本发明的工作原理为，在退锚张拉千斤顶将锚杯与锁片有效分离后，启动液压卡盘。液压卡盘推盘的导向卡爪锥段首先驱动卡爪向心运动，扣住锁片的尾沿；接着推盘导向卡爪进入平直段，卡爪顶端与压盖接触；推盘继续移动，将克服复位弹簧力将液压卡盘整体下移，带动锁片与锚杯的进一步分离；张拉张拉千斤顶卸压反方向缩回，松卡环将工具锚索松卡，钢绞线弹回；退锚装置带着锁片整体退出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）安全和效率通过操作液压阀，实现了“松锚—卡锚—拉锚—退锚”系列动作，避免了人工拨片、割套圈等工序，提高了作业安全性和效率；（2）退锚成功率高利用卡爪的拉片作业，对于锈蚀等与钢绞线难以分离的锁片，可提高退锚成功率。
附图说明
图1是本发明卡盘式自动退锚装置结构示意图。
图2是本发明卡盘式自动退锚装置液压控制系统原理图。
图中：ⅰ-张拉千斤顶；ⅱ-联接部；ⅲ-液压卡盘；1-外缸；2-活塞；3-内缸；4-退锚头；5-复位弹簧；6-缸套；7-工具锚片；8-工具锚杯；9-松卡环；10-推盘；11-滑槽盖；12-卡爪；13-压盖；14-锚杯；15-锁片；16-钢绞线；17-高压泵；18、22-溢流阀；19、23-单向阀；20、24-换向阀；21-低压泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明卡盘式自动退锚器结构由张拉千斤顶ⅰ、联接部ⅱ和液压卡盘ⅲ组成。所述张拉千斤顶包括外缸1、内缸3、活塞2、退锚头4、工具锚片7、工具锚杯8和松卡环9，其中退锚头4和活塞2连成一体，内缸和外缸连接成一体并与工具锚相连；所述液压卡盘ⅲ由卡盘缸套6、推盘10、滑槽盖11和卡爪12构成，推盘10上的导向块数量与卡爪数量一致；所述联接部ⅱ由复位弹簧5和压盖13构成，压盖13连接在退锚头14上部；配套的锚具由锚杯14、锁片15和钢绞线16等组成，锁片15尾部加长并有翻边外沿、且在与钢绞线配合内径留有动作间隙。液压卡盘ⅲ套在张拉千斤顶ⅰ的退锚头4上，下部通过联接部ⅱ的复位弹簧5托举，上部通过压盖13扣压。
所述的推盘10卡爪由上部为倾斜段，下部为平直段；推盘导向块与压盖之间留有间隙，该间隙与倾斜段轴向投影长度相等；卡爪12有与推盘导向块配合的直段和斜段槽。
所述压盖13可以通过螺纹调节拧入长度，从而控制卡爪12与锁片15的相对位置。
如图2所示，本发明自动退锚装置液压控制系统由高、低压两个系统组成，分别控制张拉千斤顶ⅰ和液压卡盘ⅲ。高压控制系统由高压泵17、溢流阀18、单向阀19和换向阀20构成；低压控制系统由低压泵21、溢流阀22、单向阀23和换向阀24构成。
本发明卡盘式自动退锚器通过操作换向阀20和24完成“松锚—卡锚—拉锚—退锚”系列动作，实现锁片与锚杯的完全脱离，从而达到自动退锚要求，具体动作流程如下。
（1）松锚：将换向阀20置于右位，高压泵17驱动张拉千斤顶活塞2伸出，达到一定行程后松卡环9与工具锚片7分离，工具锚片7将钢绞线抱紧，继续推动退锚头4与锚杯14贴紧，系统开始增压，锚杯14和钢绞线互为固结点进行背向分离至锁片15尾沿越过卡爪12下表面（实现自动退锚的先决条件）。
（2）卡锚：保持换向阀20的右位状态，当压力达到设定值时，将换向阀24置于左位，推盘10向外伸出，推盘导向块带动卡爪12径向移动，卡在锁片15的尾沿内侧。
（3）拉锚：保持换向阀20的右位和换向阀24置于左位状态，推盘10继续伸出，当推盘导向块顶住压盖13时，将使液压卡盘ⅲ缸套6及相连卡爪12克服复位弹簧5的阻力整体下移，将锁片15进一步拉出，实现锁片15和锚杯14的有效分离。
（4）退锚：将换向阀20置于左位，活塞2收回，至松卡环9压住工具锚片7将其张开，自动退锚装置将与钢绞线失去固定点，重力（顶锚）或拉力（帮锚）作用下将锁片15拖出。
（5）从液压卡盘中取出锁片，将换向阀24置于右位实现液压卡盘ⅲ的复位。