一种矿用化学锚索退锚装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种矿用化学锚索退锚装置及方法，尤其适用于巷道的退锚作业。
【背景技术】
[0002]煤巷锚杆索支护是我国普遍采用的支护方式，其具有操作简便、支护效果好等优点，但也会造成工作面端头较大面积悬顶，导致端头瓦斯积聚，这给顶板与瓦斯管理带来极大的隐患。因而如何保证顶板在工作面推过前不垮落，在工作面推过后及时垮落是煤巷支护亟需解决的问题。为此，采煤作业过程中经常进行退锚作业。
[0003]目前普遍采用机械式退锚，主要存在以下问题:退锚后顶板随即失去锚固力，易发生冒顶；退锚过程生拉硬拽，加大冒顶风险；退锚效果差，效率低，锚索脱皮频发；退锚设备较重，不易操作，成本较高，使用受限。因此亟需提出一种新型退锚装置和方法，解决上述难题。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是针对现有机械式退锚方法的缺陷，提出了一种矿用化学锚索退锚装置及方法，利用化学锚索人为控制锚固体失效时间，从而达到安全退锚的效果O
[0005]技术方案:本发明的矿用化学锚索退锚装置，包括穿套在锚索外露段上的锁具和托盘，所述的锁具和托盘之间设有特制锚环，所述特制锚环的径向开有上下不对称的两个导流孔，上部的一个导流孔内设有导流管，导流管与设在顶板上的药包相连接，药包内装有浓度为5?12mol/L的混合酸液；所述的导流管上设有节流阀。
[0006]使用上述装置的矿用化学锚索退锚方法，包括如下步骤:
[0007]a.在地面制备与导流管相连接的药包和特制锚环；
[0008]b.安装锚索时，将特制锚环安装在锁具与托盘之间，其它工序与锚索安装工序相同；
[0009]c.工作面回采时，滞后液压支架立柱一个截深，将药包固定在锚索托盘外部的顶板上；
[0010]d.将导流管的一端与特制锚环上部的导流孔相连接；药包中的酸液在重力作用下自流，经导流管、特制锚环上部的导流孔进入锚索和特制锚环的空隙中，对锚索进行腐蚀；反应过的废液通过特制锚环下侧的导流孔流出；
[0011]e.在滞后液压支架立柱0.5m处安设警示线，禁止人员越过，防止药包中的混合酸液滴落危害工人健康；
[0012]f.锚索被酸液腐蚀后，抗拉强度大大降低，之后利用滞后采动压力，实现退锚；
[0013]g.待液压支架向前推进一个截深，重复c、d、e，直至完成整个工作面的回采。
[0014]所述药包的体积为100?500mL，药包的高度与锚索托盘高度相同。
[0015]所述药包内的酸液盐酸、硝酸或硫酸溶液。
[0016]所述特制销环外径比销索锁具外径大5?30mm，内径比销索直径大5?10mm。
[0017]通过调节节流阀设定酸液流速，控制锚索腐蚀的失效时间为I?12小时之间。
[0018]有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0019]1.利用强酸快速腐蚀锚索，弱化锚索的抗拉强度。之后利用滞后采动压力，达到破坏锚索的效果，节省强酸用量，而且工人退锚作业环境更为安全；
[0020]2.可以通过控制酸液浓度或流速，实现锚索失效时间的可控；
[0021]3.退锚环较锁具直径大，减小锁具对托盘的应力集中，改善托盘的受力环境；
[0022]4.本发明结构简单，易于操作，降低了劳动强度，简化了退锚施工工艺，易于推广。
【附图说明】
[0023]图1是本发明锚索剖视结构示意图；
[0024]图2(a)是本发明特制锚环的俯视图；
[0025]图2(b)是本发明特制锚环的剖面图。
[0026]图中:1_销索；2-药包；3-导流管；4-节流阀；5-导流孔;6_锁具;7_特制锚环；8_托盘；9_顶板。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0028]本发明的矿用化学锚索退锚装置，主要由药包2、导流管3、流阀4、锁具6、特制锚环7和节托盘8组成。锁具6和托盘8穿套在锚索I外露段上，所述的特制锚环7设在锁具6和托盘8之间，所述特制锚环7的径向开有上下不对称的两个导流孔5，上部的一个导流孔5内设有导流管3，导流管3与设在顶板9上的药包2相连接，药包2内装有浓度为5?12mol/L的混合酸液；所述的导流管3上设有节流阀4。
[0029]本发明的矿用化学锚索退锚方法，步骤如下:
[0030]a.在地面制备与导流管3相连接的药包2和特制锚环7 ;所述药包2的体积为100?500mL，药包2的高度与锚索托盘8高度相同。药包2内装有浓度为5?12mol/L的盐酸、硝酸或硫酸溶液，导流管3上装有节流阀4，同时制备特制锚环7，所述特制锚环7外径比锚索锁具外径大5?30mm，内径比锚索直径大5?10mm。在特制锚环7的一侧的上部和对侧的下部开有两导流孔5，特制锚环7经过防腐蚀处理，与混合酸不反应。
[0031]b.在顺槽掘进期间安装锚索I时，将特制锚环7安装在锁具6与托盘8之间，其它工序与锚索I安装工序相同；
[0032]c.工作面回采时，滞后液压支架立柱一个截深lm，将连接着导流管3的药包2固定在锚索托盘8外部的顶板9上；
[0033]d.将导流管3的一端与特制锚环7上部的导流孔5相连接；药包2中的酸液在重力作用下自流，经导流管3、特制锚环7上部的导流孔5进入锚索I和特制锚环7的空隙中，对锚索I进行腐蚀；反应过的废液通过特制锚环7下侧的导流孔5流出；通过调节节流阀4来设定酸液流速，以控制锚索腐蚀失效时间；通过调节节流阀4设定酸液流速，控制锚索I腐蚀的失效时间为I?12小时之间。
[0034]e.在滞后液压支架立柱0.5m处安设警示线，禁止人员越过，防止药包2中的混合酸液滴落危害工人健康；
[0035]f.锚索I被酸液腐蚀后，抗拉强度大大降低，之后利用滞后采动压力，实现退锚效果；
[0036]g.待液压支架向前推进一个截深，重复c、d、e，直至完成整个工作面的回采。
【主权项】
1.一种矿用化学锚索退锚装置，包括穿套在锚索(I)外露段上的锁具(6)和托盘(8)，其特征在于:所述的锁具(6)和托盘(8)之间设有特制锚环(7)，所述特制锚环(7)的径向开有上下不对称的两个导流孔(5)，上部的一个导流孔(5)内设有导流管(3)，导流管(3)与设在顶板(9)上的药包(2)相连接，药包(2)内装有浓度为5?12mol/L的混合酸液；所述的导流管(3)上设有节流阀(4)。
2.一种使用权利要求1所述装置的矿用化学锚索退锚方法，其特征在于包括如下步骤: a.在地面制备与导流管(3)相连接的药包(2)和特制锚环(7); b.安装锚索(I)时，将特制锚环(7)安装在锁具(6)与托盘(8)之间，其它工序与锚索(I)安装工序相同； c.工作面回采时，滞后液压支架立柱一个截深，将药包(2)固定在锚索托盘(8)外部的顶板(9)上； d.将导流管(3)的一端与特制锚环(7)上部的导流孔(5)相连接；药包(2)中的酸液在重力作用下自流，经导流管(3)、特制锚环(7)上部的导流孔(5)进入锚索(I)和特制锚环(7)的空隙中，对锚索(I)进行腐蚀；反应过的废液通过特制锚环(7)下侧的导流孔(5)流出； e.在滞后液压支架立柱0.5 m处安设警示线，禁止人员越过，防止药包(2)中的混合酸液滴落危害工人健康； f.锚索(I)被酸液腐蚀后，抗拉强度大大降低，之后利用滞后采动压力，实现退锚； g.待液压支架向前推进一个截深，重复c、d、e，直至完成整个工作面的回采。
3.根据权利要求2所述的一种矿用化学锚索退锚方法，其特征在于:所述药包(2)的体积为100?500mL，药包(2)的高度与锚索托盘(8)高度相同。
4.根据权利要求2或3所述的一种矿用化学锚索退锚方法，其特征在于:所述药包(2)内的酸液盐酸、硝酸或硫酸溶液。
5.根据权利要求2所述的一种矿用化学锚索退锚装置及方法，其特征在于:通过调节节流阀(4)设定酸液流速，控制锚索(I)腐蚀的失效时间为I?12小时之间。
【专利摘要】本发明一种矿用化学锚索退锚装置及方法，适用于巷道的退锚作业。装置主要包括药包、导流管、特制锚环和节流阀四个部分。通过导流管把药包内的酸液引入特制锚环和锚索间的空隙中，酸液腐蚀弱化锚索，反应过的废液通过特制锚环下侧的导流孔流出。之后利用滞后采动压力，实现退锚效果。可以通过控制节流阀流速或调节药包酸液浓度来设定腐蚀速度，以调节锚索失效时间。本装置简化了退锚施工工艺，降低了工人劳动强度，且能人为地控制锚固失效时间，增加了退锚工序的安全性，结构简单，易于推广。
【IPC分类】E21D20-00
【公开号】CN104790989
【申请号】CN201510134723
【发明人】张农, 张天池, 徐骁勇, 潘东江
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月25日