专利名称:钢缆锚杆支护的方法及装置的制作方法
本发明涉及为固定岩石而进行钢缆锚杆支护的一种方法，即在岩石上打穿过矿体的钻孔，然后将钢缆推进这些孔里。
在机械化岩石支护方面大家都知道，要用一根连续的钢缆作为锚杆穿过钻孔。这些孔是用加长杆钻孔设备在岩石上钻出的，然后将一根钢缆穿入孔内，与此同时或事先用混凝土将孔灌满。钢缆通常是由一束含有丰富的碳和具有很高抗拉强度的软钢丝构成。
钢缆支护的作用是支撑和增强一个矿区的边缘和地下采掘留在矿体之间的支柱以及分层充填采矿法中的矿体顶部。在进行地面采掘时，钢缆可以支撑陡峭岩石的工作面。
用钢缆送入或穿过矿体的办法对岩石进行支护其主要问题是矿石爆破和爆破后矿石排空清理后矿里仍留有钢缆。由于在爆破中钢缆炸不断，它可能夹带着矿体外边松动的岩石。爆破并不总是能够炸掉钢缆上的矿石而造成不同大小的石块仍附着在钢缆上。钢缆及其上面粘着的石块拖延和妨碍了矿体排空清理工作，甚至可能使清理工作无法进行，因此造成相当大的耗费。在矿体排空了之后，钢缆仍挂在里边，甚至还带着粘在上面的大石头。当钢缆及石块与钢缆之间的连接由于腐蚀而被削弱时，石块就要从矿体壁上落下来。为了安全起见，矿井必须关闭。在所谓分层充填采矿法中，爆破后其长度与已爆破矿层的深度相当的钢缆仍悬挂在顶板上。在进行下一轮爆破之前必须将这些钢缆割断。
为了避免这些问题，早就知道在矿体侧面的岩石中挖隧道，从这些隧道里来支护靠近矿体的那部分岩石。然而，由于支护的方向基本上等于被支撑边界面的方向，以致于被支撑表面有掉向矿体的趋向。同时锚杆也不受到任何拉伸。
人们也知道，在矿体外边的岩石中开掘隧道，从隧道里边用钢缆穿进靠近矿体的岩石。因此为了支护必须挖隧道，而且为了减少隧道的数量，钻孔的长度和支护的锚杆都要加长。
本发明的目的是提供一种方法避免上述缺点，使得用钢缆穿过矿体的方法既使岩石得到支护又不妨碍矿石的松动和矿体的排空得以实现。根据本发明的方法这个目的是这样达到的，它的特征在于，钢缆在穿入孔之前至少在一点上使其弱化，以便在爆破力的作用下钢缆在这个弱化点上断裂。
本发明是建立在这样的概念上的，即跟以前一样岩石通过矿体被支护，而置于矿体范围内的那部分钢缆在爆破作用下折断，使得钢缆不妨碍矿体的进一步清理。为了这个目的，钢缆要安排得当受到爆破力作用产生变形时就在例如靠近矿体边界表面的点上断裂，并且尽可能在矿体内多个点上断裂。在分层充填采矿法中，钢缆可以在爆破边界面上例如5米的间距上断裂。
使钢缆弱化的最简单，最容易又最便宜的方法是使其局部硬化。钢缆加热到红热的程度，然后冷却，使高碳的钢丝材料被淬硬变得容易断裂。由爆破而产生的弯曲，拉伸和剪切力将钢缆在这些弱化点上断裂。
当钢缆用硬化的方法使其变弱时它的外形并不改变。不会形成不连续的点，锐边或类似的东西。其作用只是在硬化的点上使其强度变弱。弱化的钢缆可以和没有弱化的钢缆一样穿过钻孔中。
并且，这种硬化过程可以快速进行。例如用电阻加热，高频加热或火焰加热，用水或其它介质来冷却只需要几秒钟。通过硬化的方法使钢缆弱化可以很容易地实现机械化并可以在支护步骤中进行。
本发明还涉及到一个运用本发明的方法的钢缆锚杆支护装置。这个装置包含一个钢缆盘和一个从钢缆盘向钻孔穿入钢缆的进料机构。该装置的特点是，为了使钢缆局部弱化，在钢缆的进料路上设有硬化设备。
下面参照附图仔细地叙述本发明，其中图1至图3是根据本发明的方法进行锚杆支护的三个不同方法的原理剖面图。
图4是应用本发明的锚杆支护装置的侧视图。
图5和图6原理性地图示了两种先前的锚杆支护方法。
在图1所示的支护情况中是从矿体内穿过矿体进行支护的。为了钻爆破孔，隧道2开在矿体1里，从隧道里边穿过矿体钻孔直钻到周围的岩石3中，钢缆4穿进每一个孔并加以固定，使钢缆从隧道不间断地直伸到钻孔的底部。
弱化点4a和4b用硬化的方法在钢缆上形成。钢缆穿进钻孔之后，这些弱化点有的定位于矿体的边界面上，另一些定位在边界面和隧道之间预定间隔的位置上。钢缆的弱化最好是在支护步骤中用电加热水冷却的方法来进行。钢缆上弱化点的位置是根据绘制的矿体边界，隧道的位置，支护的方向等等因素来选择的，以便使弱化点在钻孔中处于预先确定的点上。
在图2所示的支护情况中，若干个孔是从位于矿体1旁边的隧道2中穿过矿体打出来的，然后又钻进邻近的石壁，用钢缆4从隧道内进行支护。钢缆带有弱化点4a和4b，弱化点处于相应于矿体边界面的位置和矿体里相应要断裂的点上。
图3所示的支护情况图示了矿体的分层充填采矿法。其中具有例如25米长度的钢缆4在位于隧道2上方矿体上打出的孔中进行锚杆支护。钢缆带有例如间距为5米的弱化点4c。弱化点位于不同矿层1a的爆破表面上。每一次一个矿层被炸离矿体。
虽然，由于钢缆有弱化点，钢缆可断成几段，从而在确定矿体的岩石壁外不再有部分钢缆凸出了。并且也没有较大的矿石悬挂在钢缆上，矿里的钢缆也断成较小的段，不会妨碍矿体的排空清理工作。
图4所示的钢缆锚杆支护装置本身结构是已知的。它包括通过吊臂系统6支撑着支护设备7的运输车5，装在运输车上的一个钢缆盘8，一个进料机构9与支护设备装在一起以把钢缆4送进岩石上的钻孔10。
按照本发明，硬化设备11装在运输车上。钢缆要通过这个设备。该设备包括电加热设备12和水冷却设备13。当然该软化设备也可以装在别的地方，例如装在支护设备的送料樑14上。
图5和图6图示了先前的支护方法。这是在即要支护靠近矿体的岩石又不能在矿体内留下不利的钢缆才用的一种方法。如图5所示，隧道开在矿体的边上，岩石从这个隧道里沿矿体的方向得到支护。根据图6，隧道开在矿体的外面，岩石从这些隧道里对着矿体进行支护。这些已知方法的缺点在开始就讲到了。
示意图和有关的说明仅仅说明了本发明的概念。根据本发明的方法和设备在权利要求
范围内可以在细节上作出变动。因此，尽管用硬化法来弱化有着特别的优越性，但用其它弱化法来代替硬化法也是可以的。例如可以用切割钢缆中的部分细丝，或在钢缆的一些点上焊上弱化段来形成弱化点。
虽然上边讲了穿进孔里的钢缆总是要有与孔相同的长度，但是在某些支护情况下穿进一个或若干个孔的钢缆可以比钻孔短但比被支护的岩石上的孔长，使钢缆在不同的爆破阶段期间对矿体进行暂时的支撑，从而不必使钢缆延伸到首先要炸掉的那层矿层的孔里去。这样就降低了材料的成本。
权利要求
1.一种对岩石进行钢缆锚杆支护的方法其中-在岩石(3)上进行钻孔并穿过矿体(1)，-钢缆(4)穿入钻孔，其特征在于钢缆(4)在穿入孔之前至少有一个点(4a，4b，4c)是被弱化了的，以便在爆破力的作用下从这个弱点上将钢缆折断。
2.根据权利要求
1的方法，其特征是钢缆(4)至少在基本上与矿体(1)的边界面交界的点(4a)上弱化。
3.根据权利要求
2的方法，其特点是钢缆(4)在留在矿体(1)中那部分钢缆上的一些相互间隔的点(4b，4c)上弱化。
4.根据上述权利要求
之一的方法，其特点是钢缆(4)的弱化是用硬化来实现的。
5.一个钢缆锚杆支护装置，包括-一个钢缆盘(8)，-一个把钢缆(4)从钢缆盘送入钻孔的送料机构(9)，其特征是为局部弱化钢缆，在钢缆进料途中设置一个硬化设备(11)。
6.根据权利要求
5的装置，其特点是硬化设备(11)安置在最靠近进料机构的地方。
7.根据权利要求
5的装置，其特点是硬化设备(11)安置在运输车上。
8.根据权利要求
5至7之一的装置，其特点是硬化设备(11)包括加热钢缆的设备(12)和把冷却介质(最好是水)送到钢缆的加热点上的设备(13)。
专利摘要
用钢缆对岩石进行锚杆支护的一种方法。该方法要在岩石上钻出穿过矿体(1)的孔，并且把钢缆(4)穿入这些孔中。为使钢缆不妨碍矿体的排空清理，钢缆在穿入孔前至少要有一点(4a，4b)被弱化，以便对矿体进行爆破时钢缆在弱化点处断裂。
文档编号E21D21/00GK86107284SQ86107284
公开日1987年5月13日 申请日期1986年10月30日
发明者扎莫·利帕南 申请人:欧伊坦佩尔拉公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan