一种半自动锚索线装置的应用

冯春瑞

摘 要：结合半自动锚索线装置的应用需求，本文对一种半自动锚索线装置的特征及结构展开了分析，然后对装置在锚索线张拉、切割和装车作业中的应用情况进行了探讨，发现装置应用可以为矿山生产带来可观效益。

关键词：半自动;锚索线装置;切割系统

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）04-0105-02

0 引言

在矿山生产中，由于巷道掘进需要面临较大压力，容易出现顶板破碎问题，所以在锚杆支护基础上需要利用锚索线进行顶板加固。在实际作业的过程中，需要完成大量锚索线加工，单纯依靠人工作业将消耗大量的人力，导致矿山生产效率不高。应用半自动锚索线装置，可以提高作业效率，满足锚索线下料需求，因此还应加强装置的应用分析。

1 半自动锚索线装置应用需求

在锚索线使用过程中，一般需要采取人工方式进行下料，對锚索支护的钢绞线进行手工张拉，利用米尺对钢绞线长度进行测量，然后将钢绞线移动到无齿锯下切割，最后完成大量锚索线的装车下井。在整个过程中，需要花费大量人力，并且消耗大量时间，导致锚索线使用效率不高。在作业期间，也会产生大量粉尘，给人员身体带来损害。单纯依靠人员进行作业，也会出现下料尺寸不精准的问题，无法保证锚索线质量。就目前来看，在锚索张拉和切割环节，单纯依靠人工作业需要安排2人进行锚索线张拉，并安排3人切割，每天仅能完成约300根锚索线下料，期间容易出现切割碎片或锚索线弹出伤人的问题。在锚索线装车时，需要安排3人强行将锚索线盘成U形装入斗车内，耗时耗力。而斗车空间较小，导致锚索线弯曲弧度较小，形变较大，拥有较大弹性势能，卸车时容易因弹力释放给人员带来伤害，安全系数较低。针对这些问题，还要引进半自动锚索线装置，依靠机械进行锚索线张拉、切割和装车操作，由人员进行各环节的控制，满足锚索线使用需求。采用装置辅助操作，可以减少人员花费的力气和时间，使锚索线下料过程变得简单，保证人员作业安全。人员也可以随时根据需要进行锚索线长度和装车数量的调整，实现灵活作业，因此能够使锚索线作业效率得到提高。

2 半自动锚索线装置的特征与结构

2.1 装置特征

从装置特征上来看，不同于全自动锚索线装置，半自动锚索线装置结构相对简单，性价比较高，能够降低作业成本，为装置维护提供便利。采用全自动锚索线装置，可以利用电磁阀对气缸气压方向进行调节，自动完成放料、切割、牵引等一系列操作[1]。采用PLC控制程序，可以实现锚索线切割长度和数量的设定。但是该装置结构相对复杂，包含计数装置、气缸、气压控制系统、切割机主机、电气控制系统、送料装置等各种装置，系统操作过程较为复杂，人员难以熟练操作。由于装置单元较多，一旦发生故障难以进行故障位置及时确认，短时间无法有效排除故障，导致装置维修费用较高。而装置功能复杂，操作时受人员操作等外界因素影响，故障率较高，导致装置维修量较大，难以满足实际锚索需求。半自动锚索线装置只需要配备少数几种设备就能完成不同长度的锚索线张拉、切割和装车，在提高锚索线使用效率的同时，增强锚索线加工过程的灵活性。通过简化结构，可以使装置故障率大幅度降低，同时满足人员熟练操作需求，在降低装置使用成本的同时，提高锚索线加工效率，所以能够将人工操作和全自动的优势结合在一起，满足锚索支护需求。

2.2 装置结构

从装置结构上来看，主要包含四部分，即张拉系统、切割系统、装车系统和电气控制系统。其中，张拉系统由电机和减速装置构成，能够为锚索线张拉提供动力。在锚索线张拉时，可以采用橡胶托辊夹住锚索线，电机运行可以带动托辊转动，将锚索线拉出。利用安装的长度限位开关，可以对锚索线长度进行控制。利用减速装置，可以实现锚索线长度调节，完成锚索线长度精确测量。通过反复停车，可以确定锚索线的伸长量，在距离切片40cm位置进行限位开关的设置。切割系统由锚索托盘、切割机、轴流风机等设备构成，托盘转轮外沿为半圆槽，拥有与锚索线相同的直径，可以利用一侧压轮将锚索线卡在半圆槽内。通过调节压轮径向，能够对锚索线进行驱动。人员按下切割机电钮，可以带动锚索托盘自动转动，使锚索线一端达到定位台完成切割。锯片在高速旋转过程中与锚索线摩擦，将导致大量火花和烟尘的产生。在切割机外部由封闭罩，可以利用内部轴流风机进行有害烟尘排除，利用洒水设备降尘。轴流风机安装在封闭罩上方，配备有230mm圆管和配套法兰，能够将烟尘抽出。切割片位置设置有循环水水槽，上方有微型水泵，可以利用软管将水抽出，利用喷头喷出水幕。喷出的水经过弧形板，将回流到水槽中，实现水循环。切割机上安装有无齿锯，能够利用高速旋转锯片将锚索线割断，完成锚索线切割。装车系统由液压缸、液压泵、操作阀等构成，能够通过控制油缸升降进行液压缸推进，将锚索线输送至斗车内，利用卡紧装置卡紧，并利用卡具固定[2]。电气控制系统由电源变压器、控制及保护插件、闭锁保护装置、水位检测装置、交流接触器等构成，能够连接外部控制电路，实现电机启停和运转方向控制，满足锚索线装置的自动控制需求。

3 半自动锚索线装置的应用

3.1 装置实际应用

3.1.1 在锚索线切割中的应用

在锚索线切割时，采用半自动锚索线装置，可以在固定架上安装平行滚子。而滚子上带有圆槽，上下可以精准对应。针对不同锚索线，还要结合尺寸进行啮合滚子的调节，即保持下部滚子不动，对上部螺纹丝杠预紧力进行调节，利用不同规格圆槽进行不同规格锚索线的固定。在调节过程中，应保证滚子间隙比锚索线直径小0.05-0.07mm。在电机和减速装置带动下，滚子与锚索线之间会产生挤压摩擦力，促使锚索线以1.2-1.5m/s前行。在实际进行锚索线切割时，需要结合锚索线长度进行进给量和无齿锯控制。在限位开关遇到定位挡板后，开关将被压下，自动将驱动电源切断。使切割片与底座平行，在底座下进行滚动滑轮的安装，可以在滑轮架上进行砂轮机滑动。在托辊架上，可以使槽钢反复滑动，与滑轮架保持0.5m距离。保证滑轮架、机构槽口和托辊架保持相同高度，在锚索线从槽口伸出后，经过夹紧槽遇到定位质子，使切割机发生滑动。在切割机脱离开关时，控制机构会将电源切断，将砂轮片压下，最终使钢绞线得到切断。应用装置进行锚索线切割，可以保证切割尺寸精确，并且切割过程运行平稳。由于装置能够自动抱闸，所以能够实现精准点位。采用装置，人员只需要结合锚索线尺寸即能定位，并根据需要进行尺寸调整，得到误差小的产品。此外，采用密封尘源的方式，能够避免锚索切割产生的烟尘外溢，并利用水幕进行火花消烟降尘，所以能够避免操作人员受到铁尘危害，保证人员身体健康。在实际操作时，还应提前做好水槽内水量检查，如果水量不足需要及时补充。同时，需要确认水箱内部积尘情况，需要定期清理，避免水泵吸水口堵塞，并确认水软管是否破损，保证水循环管路畅通[3]。针对轴流风机，需要确认能否正常启动。

3.1.2 在锚索线张拉中的应用

在锚索线张拉作业中，采用半自动锚索线装置需要利用5.5kW电机进行锚索线驱动控制。固定好整捆锚索线后，可以先通过人工操作拉出内圈锚索线，然后在装置护筒内安装，利用电机和减速装置进行拉线。采用N型开关，可以进行电机运转方向的切换。采用380V交流电源进行张拉系统驱动，利用QBZ-30开关进行电机控制，能够结合锚索线张拉长度进行电机启停控制。在托辊位置，需要采用4mm铁板进行托辊防护罩制作，在锚索线盒中进行角铁暂存，实现控制站制作。利用拨鈕开关，可以对锚索线长度进行控制，利用托辊进行压线。在锚索线固定上，需要采用1寸铁管。导线槽的制作，需要采用6分铁管，共15个。采用1.5信号线，能够实现线路连接。在实际操作时，需要提前完成锚索线切割根数和长度的设定，装置能够完成输出锚索线长度的显示，并在达到设定值后停止张拉，对已经切割的锚索线数量进行统计。

3.1.3 在锚索线装车中的应用

完成锚索切割后，对锚索线盒手柄进行操作，可以将锚索线盒打开，使切割得到的锚索线自动落入到放料盘中。在锚索线装车方面，应用装置需要实现平板车改造，利用8mm厚铁板完成箱体的焊接，箱体长、宽、高分别为1400mm、1000mm和800mm，利用8#槽钢将前面的锚索线锁紧。采取该种措施，能够在锚索线装车时进行位置限定，避免锚索线前后窜动。在平板车上，需要利用槽钢将箱体与平板车焊接在一起，在上、下部位钻直径22mm孔，利用M20螺栓对槽钢进行紧固，使锚索得到压紧。相较于原本的斗车，采用改造的平板车桩锚索线，数量能够提高一倍，同时也能减小锚索线变形，降低锚索线弹性势能，提高锚索线装车作业的安全系数。在采用装车系统进行锚索线装车时，放料盘会被调运到锚索卡紧机构中。在锚索线被夹紧后，系统会利用液压缸进行锚索线推进，使锚索线进入车内得到固定。利用皮带，人员可以将锚索线的端头侧兜住[4]。系统应用过程中，在液压管接头处理过程中需要先泄压，以免出现安全事故。

3.2 装置应用效果

从装置在锚索线切割作业中的应用效果来看，原本依靠3名男职工每日能够完成约300根锚索线切割。采用半自动锚索线装置，仅需要2名女工就能轻松作业，并且每日可以完成约600根锚索线的切割，促使锚索线切割效率得到了大幅度提升。在锚索线张拉方面，采用装置进行张拉作业，人员可以从原本2人变为1人，能够使锚索线张拉效率提高一倍。在锚索线装车方面，原本需要3人装车，采用装置仅需要2人完成装车。因此对装置应用效果展开综合分析可以发现，采用装置进行锚索线张拉、切割和装车，在人员数量不变的情况下，可以将原本作业速度提高5倍以上。实际作业过程中，由于装置能够使员工劳动强度得到减轻，女职工也可以进行装置操作，所以可以重新进行人员配置，提高人力、物力利用率，为矿山生产带来可观经济效益。在作业过程中，可以避免人员摄入有害气体，同时也能保证作业安全。采用循环水对火花等有害物质进行去除，也能减少环境污染，因此能够带来一定社会效益。

4 结语

通过研究可以发现，在锚索线张拉、切割和装车等作业环节，对半自动锚索线装置进行应用，能够使人员劳动强度得到降低，提高作业效率，同时保证作业安全，所以能够为实际生产带来一定经济效益和社会效益。相比较而言，半自动锚索线装置成本较低，并且操作便利，因此相信在矿山生产中能够获得较好的应用前景。

参考文献

[1] 刘建荣，刘宝开，张德军，等.锚索自动加工生产线的研制与应用[J].数字通信世界，2018（04）：177-178.

[2] 刘勇，马冰，段书武.现有锚索退锚装置的缺点及解决方法的设想[J].西部探矿工程，2015，27（11）：138-140.

[3] 王成军，韩董董，李刚，等.防爆型矿用双锚索自动下料机的设计[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2014，34（03）：25-28.

[4] 于雅文，郭洪峰，刘强.锚索自动切割及装车装置研制与使用[J].内蒙古煤炭经济，2014（02）：174+185.