一種半自動錨索線裝置的應用

馮春瑞

摘 要：結合半自動錨索線裝置的應用需求，本文對一種半自動錨索線裝置的特征及結構展開了分析，然后對裝置在錨索線張拉、切割和裝車作業中的應用情況進行了探討，發現裝置應用可以為礦山生產帶來可觀效益。

關鍵詞：半自動;錨索線裝置;切割系統

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0105-02

0 引言

在礦山生產中，由于巷道掘進需要面臨較大壓力，容易出現頂板破碎問題，所以在錨桿支護基礎上需要利用錨索線進行頂板加固。在實際作業的過程中，需要完成大量錨索線加工，單純依靠人工作業將消耗大量的人力，導致礦山生產效率不高。應用半自動錨索線裝置，可以提高作業效率，滿足錨索線下料需求，因此還應加強裝置的應用分析。

1 半自動錨索線裝置應用需求

在錨索線使用過程中，一般需要采取人工方式進行下料，對錨索支護的鋼絞線進行手工張拉，利用米尺對鋼絞線長度進行測量，然后將鋼絞線移動到無齒鋸下切割，最后完成大量錨索線的裝車下井。在整個過程中，需要花費大量人力，并且消耗大量時間，導致錨索線使用效率不高。在作業期間，也會產生大量粉塵，給人員身體帶來損害。單純依靠人員進行作業，也會出現下料尺寸不精準的問題，無法保證錨索線質量。就目前來看，在錨索張拉和切割環節，單純依靠人工作業需要安排2人進行錨索線張拉，并安排3人切割，每天僅能完成約300根錨索線下料，期間容易出現切割碎片或錨索線彈出傷人的問題。在錨索線裝車時，需要安排3人強行將錨索線盤成U形裝入斗車內，耗時耗力。而斗車空間較小，導致錨索線彎曲弧度較小，形變較大，擁有較大彈性勢能，卸車時容易因彈力釋放給人員帶來傷害，安全系數較低。針對這些問題，還要引進半自動錨索線裝置，依靠機械進行錨索線張拉、切割和裝車操作，由人員進行各環節的控制，滿足錨索線使用需求。采用裝置輔助操作，可以減少人員花費的力氣和時間，使錨索線下料過程變得簡單，保證人員作業安全。人員也可以隨時根據需要進行錨索線長度和裝車數量的調整，實現靈活作業，因此能夠使錨索線作業效率得到提高。

2 半自動錨索線裝置的特征與結構

2.1 裝置特征

從裝置特征上來看，不同于全自動錨索線裝置，半自動錨索線裝置結構相對簡單，性價比較高，能夠降低作業成本，為裝置維護提供便利。采用全自動錨索線裝置，可以利用電磁閥對氣缸氣壓方向進行調節，自動完成放料、切割、牽引等一系列操作[1]。采用PLC控制程序，可以實現錨索線切割長度和數量的設定。但是該裝置結構相對復雜，包含計數裝置、氣缸、氣壓控制系統、切割機主機、電氣控制系統、送料裝置等各種裝置，系統操作過程較為復雜，人員難以熟練操作。由于裝置單元較多，一旦發生故障難以進行故障位置及時確認，短時間無法有效排除故障，導致裝置維修費用較高。而裝置功能復雜，操作時受人員操作等外界因素影響，故障率較高，導致裝置維修量較大，難以滿足實際錨索需求。半自動錨索線裝置只需要配備少數幾種設備就能完成不同長度的錨索線張拉、切割和裝車，在提高錨索線使用效率的同時，增強錨索線加工過程的靈活性。通過簡化結構，可以使裝置故障率大幅度降低，同時滿足人員熟練操作需求，在降低裝置使用成本的同時，提高錨索線加工效率，所以能夠將人工操作和全自動的優勢結合在一起，滿足錨索支護需求。

2.2 裝置結構

從裝置結構上來看，主要包含四部分，即張拉系統、切割系統、裝車系統和電氣控制系統。其中，張拉系統由電機和減速裝置構成，能夠為錨索線張拉提供動力。在錨索線張拉時，可以采用橡膠托輥夾住錨索線，電機運行可以帶動托輥轉動，將錨索線拉出。利用安裝的長度限位開關，可以對錨索線長度進行控制。利用減速裝置，可以實現錨索線長度調節，完成錨索線長度精確測量。通過反復停車，可以確定錨索線的伸長量，在距離切片40cm位置進行限位開關的設置。切割系統由錨索托盤、切割機、軸流風機等設備構成，托盤轉輪外沿為半圓槽，擁有與錨索線相同的直徑，可以利用一側壓輪將錨索線卡在半圓槽內。通過調節壓輪徑向，能夠對錨索線進行驅動。人員按下切割機電鈕，可以帶動錨索托盤自動轉動，使錨索線一端達到定位臺完成切割。鋸片在高速旋轉過程中與錨索線摩擦，將導致大量火花和煙塵的產生。在切割機外部由封閉罩，可以利用內部軸流風機進行有害煙塵排除，利用灑水設備降塵。軸流風機安裝在封閉罩上方，配備有230mm圓管和配套法蘭，能夠將煙塵抽出。切割片位置設置有循環水水槽，上方有微型水泵，可以利用軟管將水抽出，利用噴頭噴出水幕。噴出的水經過弧形板，將回流到水槽中，實現水循環。切割機上安裝有無齒鋸，能夠利用高速旋轉鋸片將錨索線割斷，完成錨索線切割。裝車系統由液壓缸、液壓泵、操作閥等構成，能夠通過控制油缸升降進行液壓缸推進，將錨索線輸送至斗車內，利用卡緊裝置卡緊，并利用卡具固定[2]。電氣控制系統由電源變壓器、控制及保護插件、閉鎖保護裝置、水位檢測裝置、交流接觸器等構成，能夠連接外部控制電路，實現電機啟停和運轉方向控制，滿足錨索線裝置的自動控制需求。

3 半自動錨索線裝置的應用

3.1 裝置實際應用

3.1.1 在錨索線切割中的應用

在錨索線切割時，采用半自動錨索線裝置，可以在固定架上安裝平行滾子。而滾子上帶有圓槽，上下可以精準對應。針對不同錨索線，還要結合尺寸進行嚙合滾子的調節，即保持下部滾子不動，對上部螺紋絲杠預緊力進行調節，利用不同規格圓槽進行不同規格錨索線的固定。在調節過程中，應保證滾子間隙比錨索線直徑小0.05-0.07mm。在電機和減速裝置帶動下，滾子與錨索線之間會產生擠壓摩擦力，促使錨索線以1.2-1.5m/s前行。在實際進行錨索線切割時，需要結合錨索線長度進行進給量和無齒鋸控制。在限位開關遇到定位擋板后，開關將被壓下，自動將驅動電源切斷。使切割片與底座平行，在底座下進行滾動滑輪的安裝，可以在滑輪架上進行砂輪機滑動。在托輥架上，可以使槽鋼反復滑動，與滑輪架保持0.5m距離。保證滑輪架、機構槽口和托輥架保持相同高度，在錨索線從槽口伸出后，經過夾緊槽遇到定位質子，使切割機發生滑動。在切割機脫離開關時，控制機構會將電源切斷，將砂輪片壓下，最終使鋼絞線得到切斷。應用裝置進行錨索線切割，可以保證切割尺寸精確，并且切割過程運行平穩。由于裝置能夠自動抱閘，所以能夠實現精準點位。采用裝置，人員只需要結合錨索線尺寸即能定位，并根據需要進行尺寸調整，得到誤差小的產品。此外，采用密封塵源的方式，能夠避免錨索切割產生的煙塵外溢，并利用水幕進行火花消煙降塵，所以能夠避免操作人員受到鐵塵危害，保證人員身體健康。在實際操作時，還應提前做好水槽內水量檢查，如果水量不足需要及時補充。同時，需要確認水箱內部積塵情況，需要定期清理，避免水泵吸水口堵塞，并確認水軟管是否破損，保證水循環管路暢通[3]。針對軸流風機，需要確認能否正常啟動。

3.1.2 在錨索線張拉中的應用

在錨索線張拉作業中，采用半自動錨索線裝置需要利用5.5kW電機進行錨索線驅動控制。固定好整捆錨索線后，可以先通過人工操作拉出內圈錨索線，然后在裝置護筒內安裝，利用電機和減速裝置進行拉線。采用N型開關，可以進行電機運轉方向的切換。采用380V交流電源進行張拉系統驅動，利用QBZ-30開關進行電機控制，能夠結合錨索線張拉長度進行電機啟?？刂啤Ｔ谕休佄恢?，需要采用4mm鐵板進行托輥防護罩制作，在錨索線盒中進行角鐵暫存，實現控制站制作。利用撥鈕開關，可以對錨索線長度進行控制，利用托輥進行壓線。在錨索線固定上，需要采用1寸鐵管。導線槽的制作，需要采用6分鐵管，共15個。采用1.5信號線，能夠實現線路連接。在實際操作時，需要提前完成錨索線切割根數和長度的設定，裝置能夠完成輸出錨索線長度的顯示，并在達到設定值后停止張拉，對已經切割的錨索線數量進行統計。

3.1.3 在錨索線裝車中的應用

完成錨索切割后，對錨索線盒手柄進行操作，可以將錨索線盒打開，使切割得到的錨索線自動落入到放料盤中。在錨索線裝車方面，應用裝置需要實現平板車改造，利用8mm厚鐵板完成箱體的焊接，箱體長、寬、高分別為1400mm、1000mm和800mm，利用8#槽鋼將前面的錨索線鎖緊。采取該種措施，能夠在錨索線裝車時進行位置限定，避免錨索線前后竄動。在平板車上，需要利用槽鋼將箱體與平板車焊接在一起，在上、下部位鉆直徑22mm孔，利用M20螺栓對槽鋼進行緊固，使錨索得到壓緊。相較于原本的斗車，采用改造的平板車樁錨索線，數量能夠提高一倍，同時也能減小錨索線變形，降低錨索線彈性勢能，提高錨索線裝車作業的安全系數。在采用裝車系統進行錨索線裝車時，放料盤會被調運到錨索卡緊機構中。在錨索線被夾緊后，系統會利用液壓缸進行錨索線推進，使錨索線進入車內得到固定。利用皮帶，人員可以將錨索線的端頭側兜住[4]。系統應用過程中，在液壓管接頭處理過程中需要先泄壓，以免出現安全事故。

3.2 裝置應用效果

從裝置在錨索線切割作業中的應用效果來看，原本依靠3名男職工每日能夠完成約300根錨索線切割。采用半自動錨索線裝置，僅需要2名女工就能輕松作業，并且每日可以完成約600根錨索線的切割，促使錨索線切割效率得到了大幅度提升。在錨索線張拉方面，采用裝置進行張拉作業，人員可以從原本2人變為1人，能夠使錨索線張拉效率提高一倍。在錨索線裝車方面，原本需要3人裝車，采用裝置僅需要2人完成裝車。因此對裝置應用效果展開綜合分析可以發現，采用裝置進行錨索線張拉、切割和裝車，在人員數量不變的情況下，可以將原本作業速度提高5倍以上。實際作業過程中，由于裝置能夠使員工勞動強度得到減輕，女職工也可以進行裝置操作，所以可以重新進行人員配置，提高人力、物力利用率，為礦山生產帶來可觀經濟效益。在作業過程中，可以避免人員攝入有害氣體，同時也能保證作業安全。采用循環水對火花等有害物質進行去除，也能減少環境污染，因此能夠帶來一定社會效益。

4 結語

通過研究可以發現，在錨索線張拉、切割和裝車等作業環節，對半自動錨索線裝置進行應用，能夠使人員勞動強度得到降低，提高作業效率，同時保證作業安全，所以能夠為實際生產帶來一定經濟效益和社會效益。相比較而言，半自動錨索線裝置成本較低，并且操作便利，因此相信在礦山生產中能夠獲得較好的應用前景。

參考文獻

[1] 劉建榮，劉寶開，張德軍，等.錨索自動加工生產線的研制與應用[J].數字通信世界，2018（04）：177-178.

[2] 劉勇，馬冰，段書武.現有錨索退錨裝置的缺點及解決方法的設想[J].西部探礦工程，2015，27（11）：138-140.

[3] 王成軍，韓董董，李剛，等.防爆型礦用雙錨索自動下料機的設計[J].安徽理工大學學報（自然科學版），2014，34（03）：25-28.

[4] 于雅文，郭洪峰，劉強.錨索自動切割及裝車裝置研制與使用[J].內蒙古煤炭經濟，2014（02）：174+185.