摘要:目前在煤巷支护作业中普遍使用锚杆支护,由于锚杆头部的特殊构造,使得锚杆与周围的岩体紧紧地结合在一起,,很难再将锚杆取出,这样对于回填和废弃巷道就无法节约成本。根据山西煤炭进出口集团凌志达煤业有限公司的具体情况,联合山东科技大学、青岛达邦钻机有限责任公司研制了一种锚杆回收钻具。该钻具在煤炭支护方面,解决巷道锚杆循环再利用的难题,降低了生产成本,改变了之前仅仅回收螺母和托盘,不能回收锚杆,该技术具有很好的经济效益及推广应用价值。
一、概述
在煤矿井巷掘进工程中,巷道支护是煤矿安全生产的重要保证。锚杆支护是一种经济、安全的支护方式,现在大多数的巷道采用锚杆支护。随着锚杆支护技术的发展,其普及率已达到相当之高,其中美、澳、英等国锚杆支护普及率已高达90%以上,国内煤矿锚杆巷道也占了全年总进尺的60%。
随着巷道支护技术的普及,用于支护巷道的锚杆数目也随之增加。很多巷道完成使命后将成为废旧回填巷道,因此巷道锚杆回收再利用,以降低锚杆支护的成本,显得尤为重要。目前,市场上对锚杆的回收未有较为有效的方法和措施。
二、锚杆回收钻具的结构及工作原理
该钻具由钻头、钻杆两部分组成,这是一种可注水排粉型的轻型回收锚杆钻具,其为前后贯通的空心通孔。钻头顶端横截面上均布焊接刀片,合金刀面的宽度尺寸比焊接刀片的形体壁厚尺寸略大,长度尺寸比钻头顶端略高出一部分,且在刀片之间又加工了均布的流水槽。这样的设计有利于注水排粉,有利于内孔不干涉锚杆,有利于刀片不掰。
该钻具打边帮时可与矿用ZQS-50/1.5S手持式气动钻机匹配,打顶板时可与青岛达邦钻机有限公司研制的MZQT-90/20型气动锚杆钻机相匹配。MZQT-90/20型气动锚杆凿岩机既有旋转性能又有冲击性能,使用时,开动冲击机构,它可通过冲击震动螺母锈蚀点,直到螺母松动,然后打开旋转机构,实现钻进的效果。
三、锚杆回收技术施工方法
使用锚杆回收钻具回收锚杆的工作顺序如下:一是先将锚杆的螺母、托盘等取下。这个过程需提前将锚杆的螺母用油浸透,这样可减少因锈蚀使螺母拧不动的状况。二是将钻头、钻杆按照图1所示安装,并与钻机连接。钻具方向一定要与锚杆的方向一致,将锚杆由钻头顶端导入到空心钻杆中,也就是在钻头的内孔中插入锚杆,使锚杆处于中心部位。三是依次打开水阀和启动钻机。开始钻孔时,要使转速慢一点,定好位后再加快转速。这样钻到一定深度后,当操作手感到钻具内孔有异物在晃动,说明钻头已将锚杆与锚固剂完全剥离,掉入钻具内孔,就可停止钻机转动,取出锚杆,完成回收作业。这个过程钻具以多刃回转切削破岩的方式实现锚杆与锚固剂的剥离。
在这个过程中,水阀不断地在空心通孔中注入高压水,冲洗钻孔使岩粉迅速排出体外。
四、经济效益及推广应用前景
目前,市场上常用的锚杆规格为直径20mm,长度2.2m。根据山西凌志达煤矿的实际情况,以巷道断面尺寸宽×高为4×3.5m为例,工作面每前进1米,巷道中锚杆数量为17根,按每套锚杆售价为50元计算,回收锚杆的数量按总数的80%、回收再利用率以90%为计,回收一根锚杆所需费用以5元为计(其中包括取出一根锚杆所需的人工费、电费、设备损耗费等),这样,每千米工作面回收锚杆就可节约资金的数目为1000/1*17*(50-5)*80%*90%=550800元,由此可见效益显著。
这套钻具使用的条件是锚杆在煤层中受压时的弯曲较小。如果锚杆曲率太大,大至超过钻具内孔空间,则会由于摩擦干涉将无法施工。
综上所述,本文介绍了一种专门用于回收锚杆的钻具,其技术成熟,能实现锚杆的回收再利用,对煤矿降低生产成本和提高经济效益具有重要的现实意义,有广泛的推广应用前景。
评论 (0)