应用于煤矿回采锚网支护巷道的预装衬垫切割装置

技术领域

本发明涉及采矿工程技术领域，具体涉及应用于煤矿回采锚网支护巷道的预装衬垫切割装置。

背景技术

采用走向长臂后退式开采方式开采煤炭时，绝大部分回采巷道采用锚网索联合支护，即金属网用托板固定或绑扎在锚杆上，并且长锚索深入顶板起加固支护作用。开采过程中工作面端头顶煤不易垮落，留有大面积的采空区悬顶盲巷，一旦垮落，严重危及端头支护工作人员的生命安全。端头顶煤不能及时垮落，也造成煤炭回收率降低。此外，由于新鲜风流容易通过端头悬顶空间流向采空区，造成采空区煤炭自然发火等重大灾害事故。此类采空区悬顶的一个重要原因就是回采巷道支护锚索的悬吊，但在开采过程中又必须依赖锚索的悬吊加固作用，不能弃之不用。

在处理此类采空区悬顶盲巷时，一般采用爆破法或水力致裂法弱化悬顶煤体强度，使其自然垮落。但这两种方法施工技术难度大、比较复杂、费用高，并存在一定的安全风险，即使弱化后有些悬顶也会由于锚索的悬吊作用而不能完全垮落，留有空间缝隙，不能根治悬顶危害。

发明内容

针对煤炭开采过程中工作面回采巷道端头悬顶存在的上述问题，本申请提供了一种切割装置，其利用水切割技术将锚索从锚固端切断，使其失去悬吊作用，实现悬顶的自然垮落，从而达到工作面端头悬顶治理的目的。

为实现上述目的，本申请提出应用于煤矿回采锚网支护巷道的预装衬垫切割装置，包括圆形锚固体钢衬垫和水切割机构，所述圆形锚固体钢衬垫一侧紧贴于支护顶板面上，另一侧紧贴有锚索托板，所述圆形锚固体钢衬垫、锚索托板上均开有使支护锚索穿过的通孔，在圆形锚固体钢衬垫上还开有十字圆形透孔，该十字圆形透孔包括对称设置在通孔纵向两侧的切割通道及对称设置在通孔横向两侧的固定通道，所述固定通道上连接有水切割机构。

进一步的，所述水切割机构包括固定架、固定销轴和水切刀头，所述固定销轴对称焊接在固定架横向内壁上，所述固定架纵向一端部设有夹扣结构，该夹扣结构中安装水切刀头。

进一步的，所述水切刀头尾部连接有高压管。

进一步的，装配时，所述水切割机构的固定销轴位于圆形锚固体钢衬垫的固定通道内。

进一步的，锚固头位于所述支护锚索上，依次将锚索托板、圆形锚固体钢衬垫紧固于支护顶板面上。

更进一步的，所述固定架采用扁钢弯制成圆环形状。

更进一步的，所述十字圆形透孔直径小于圆形锚固体钢衬垫厚度的二分之一，且与水切刀头直径相匹配。

更进一步的，所述圆形锚固体钢衬垫采用厚度为30mm～50mm钢板制作而成。

本发明采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：本装置结构新颖，实用性强，利用水切割技术可以安全方便的切断支护锚索，使其失去悬吊作用，实现悬顶的自然垮落，从而达到工作面端头悬顶治理的目的。

附图说明

图1为圆形锚固体钢衬垫安装示意图；

图2为圆形锚固体钢衬垫结构示意图；

图3为水切割机构结构示意图；

图中序号说明：1、支护锚索，2、圆形锚固体钢衬垫，3、锚索托板，4、锚固头，5、支护顶板面，6、通孔，7、十字圆形透孔，8、固定架，9、固定销轴，10、水切刀头，11、夹扣结构，12、高压管。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供应用于煤矿回采锚网支护巷道的预装衬垫切割装置，包括圆形锚固体钢衬垫和水切割机构，所述圆形锚固体钢衬垫根据实际应用需要采用厚度δ为30mm～50mm的钢板制作而成，其半径为R，中部开有与支护锚索直径2r相同的通孔，所述通孔纵向与横向两侧打有十字圆形透孔，透孔直径小于δ/2，且由水切刀头直径确定；所述圆形锚固体钢衬垫预装在锚索托板与顶板之间；所述水切割机构包括固定架、固定销轴和水切刀头，所述固定架采用扁钢弯制成圆环形状，半径为R′＝R+1mm，其纵向一端部设有固定水切刀头的夹扣结构，横向内壁对称焊接有固定销轴。

上述预装衬垫切割装置的具体实现步骤如下：

S1：先用钻机打孔，然后将支护锚索推入孔中用速凝剂固定；

S2：圆形锚固体钢衬垫2、锚索托板3依次穿过支护锚索上部与巷道顶板贴紧，并通过锚固头锚固支护锚索，是其成为一个整体；

S3：工作面开采后，当支护锚索进入采空区悬顶至工作面距离大于1m时，开始准备切断支护锚索；

S4：将水切割机构的固定销轴9对准圆形锚固体钢衬垫的固定通道7，进行装配连接；

S5：水切刀头10安装在固定架8的夹扣结构11中；

S6：开启高压水泵，水切刀头10通过高压水流切割支护锚索，直至支护锚索全部切断；

S7：支护锚索切断后失去悬吊作用，此时圆形锚固体钢衬垫2、固定架8自然脱落；

S8：回收圆形锚固体钢衬垫2、固定架8，以便再安装支护锚索时复用。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。