專利名稱:鋼纜錨桿支護(hù)的方法及裝置的制作方法
本發(fā)明涉及為固定巖石而進(jìn)行鋼纜錨桿支護(hù)的一種方法，即在巖石上打穿過(guò)礦體的鉆孔，然后將鋼纜推進(jìn)這些孔里。
在機(jī)械化巖石支護(hù)方面大家都知道，要用一根連續(xù)的鋼纜作為錨桿穿過(guò)鉆孔。這些孔是用加長(zhǎng)桿鉆孔設(shè)備在巖石上鉆出的，然后將一根鋼纜穿入孔內(nèi)，與此同時(shí)或事先用混凝土將孔灌滿。鋼纜通常是由一束含有豐富的碳和具有很高抗拉強(qiáng)度的軟鋼絲構(gòu)成。
鋼纜支護(hù)的作用是支撐和增強(qiáng)一個(gè)礦區(qū)的邊緣和地下采掘留在礦體之間的支柱以及分層充填采礦法中的礦體頂部。在進(jìn)行地面采掘時(shí)，鋼纜可以支撐陡峭巖石的工作面。
用鋼纜送入或穿過(guò)礦體的辦法對(duì)巖石進(jìn)行支護(hù)其主要問(wèn)題是礦石爆破和爆破后礦石排空清理后礦里仍留有鋼纜。由于在爆破中鋼纜炸不斷，它可能夾帶著礦體外邊松動(dòng)的巖石。爆破并不總是能夠炸掉鋼纜上的礦石而造成不同大小的石塊仍附著在鋼纜上。鋼纜及其上面粘著的石塊拖延和妨礙了礦體排空清理工作，甚至可能使清理工作無(wú)法進(jìn)行，因此造成相當(dāng)大的耗費(fèi)。在礦體排空了之后，鋼纜仍掛在里邊，甚至還帶著粘在上面的大石頭。當(dāng)鋼纜及石塊與鋼纜之間的連接由于腐蝕而被削弱時(shí)，石塊就要從礦體壁上落下來(lái)。為了安全起見(jiàn)，礦井必須關(guān)閉。在所謂分層充填采礦法中，爆破后其長(zhǎng)度與已爆破礦層的深度相當(dāng)?shù)匿摾|仍懸掛在頂板上。在進(jìn)行下一輪爆破之前必須將這些鋼纜割斷。
為了避免這些問(wèn)題，早就知道在礦體側(cè)面的巖石中挖隧道，從這些隧道里來(lái)支護(hù)靠近礦體的那部分巖石。然而，由于支護(hù)的方向基本上等于被支撐邊界面的方向，以致于被支撐表面有掉向礦體的趨向。同時(shí)錨桿也不受到任何拉伸。
人們也知道，在礦體外邊的巖石中開(kāi)掘隧道，從隧道里邊用鋼纜穿進(jìn)靠近礦體的巖石。因此為了支護(hù)必須挖隧道，而且為了減少隧道的數(shù)量，鉆孔的長(zhǎng)度和支護(hù)的錨桿都要加長(zhǎng)。
本發(fā)明的目的是提供一種方法避免上述缺點(diǎn)，使得用鋼纜穿過(guò)礦體的方法既使巖石得到支護(hù)又不妨礙礦石的松動(dòng)和礦體的排空得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法這個(gè)目的是這樣達(dá)到的，它的特征在于，鋼纜在穿入孔之前至少在一點(diǎn)上使其弱化，以便在爆破力的作用下鋼纜在這個(gè)弱化點(diǎn)上斷裂。
本發(fā)明是建立在這樣的概念上的，即跟以前一樣巖石通過(guò)礦體被支護(hù)，而置于礦體范圍內(nèi)的那部分鋼纜在爆破作用下折斷，使得鋼纜不妨礙礦體的進(jìn)一步清理。為了這個(gè)目的，鋼纜要安排得當(dāng)受到爆破力作用產(chǎn)生變形時(shí)就在例如靠近礦體邊界表面的點(diǎn)上斷裂，并且盡可能在礦體內(nèi)多個(gè)點(diǎn)上斷裂。在分層充填采礦法中，鋼纜可以在爆破邊界面上例如5米的間距上斷裂。
使鋼纜弱化的最簡(jiǎn)單，最容易又最便宜的方法是使其局部硬化。鋼纜加熱到紅熱的程度，然后冷卻，使高碳的鋼絲材料被淬硬變得容易斷裂。由爆破而產(chǎn)生的彎曲，拉伸和剪切力將鋼纜在這些弱化點(diǎn)上斷裂。
當(dāng)鋼纜用硬化的方法使其變?nèi)鯐r(shí)它的外形并不改變。不會(huì)形成不連續(xù)的點(diǎn)，銳邊或類似的東西。其作用只是在硬化的點(diǎn)上使其強(qiáng)度變?nèi)酢Ｈ趸匿摾|可以和沒(méi)有弱化的鋼纜一樣穿過(guò)鉆孔中。
并且，這種硬化過(guò)程可以快速進(jìn)行。例如用電阻加熱，高頻加熱或火焰加熱，用水或其它介質(zhì)來(lái)冷卻只需要幾秒鐘。通過(guò)硬化的方法使鋼纜弱化可以很容易地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化并可以在支護(hù)步驟中進(jìn)行。
本發(fā)明還涉及到一個(gè)運(yùn)用本發(fā)明的方法的鋼纜錨桿支護(hù)裝置。這個(gè)裝置包含一個(gè)鋼纜盤和一個(gè)從鋼纜盤向鉆孔穿入鋼纜的進(jìn)料機(jī)構(gòu)。該裝置的特點(diǎn)是，為了使鋼纜局部弱化，在鋼纜的進(jìn)料路上設(shè)有硬化設(shè)備。
下面參照附圖仔細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明，其中圖1至圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行錨桿支護(hù)的三個(gè)不同方法的原理剖面圖。
圖4是應(yīng)用本發(fā)明的錨桿支護(hù)裝置的側(cè)視圖。
圖5和圖6原理性地圖示了兩種先前的錨桿支護(hù)方法。
在圖1所示的支護(hù)情況中是從礦體內(nèi)穿過(guò)礦體進(jìn)行支護(hù)的。為了鉆爆破孔，隧道2開(kāi)在礦體1里，從隧道里邊穿過(guò)礦體鉆孔直鉆到周圍的巖石3中，鋼纜4穿進(jìn)每一個(gè)孔并加以固定，使鋼纜從隧道不間斷地直伸到鉆孔的底部。
弱化點(diǎn)4a和4b用硬化的方法在鋼纜上形成。鋼纜穿進(jìn)鉆孔之后，這些弱化點(diǎn)有的定位于礦體的邊界面上，另一些定位在邊界面和隧道之間預(yù)定間隔的位置上。鋼纜的弱化最好是在支護(hù)步驟中用電加熱水冷卻的方法來(lái)進(jìn)行。鋼纜上弱化點(diǎn)的位置是根據(jù)繪制的礦體邊界，隧道的位置，支護(hù)的方向等等因素來(lái)選擇的，以便使弱化點(diǎn)在鉆孔中處于預(yù)先確定的點(diǎn)上。
在圖2所示的支護(hù)情況中，若干個(gè)孔是從位于礦體1旁邊的隧道2中穿過(guò)礦體打出來(lái)的，然后又鉆進(jìn)鄰近的石壁，用鋼纜4從隧道內(nèi)進(jìn)行支護(hù)。鋼纜帶有弱化點(diǎn)4a和4b，弱化點(diǎn)處于相應(yīng)于礦體邊界面的位置和礦體里相應(yīng)要斷裂的點(diǎn)上。
圖3所示的支護(hù)情況圖示了礦體的分層充填采礦法。其中具有例如25米長(zhǎng)度的鋼纜4在位于隧道2上方礦體上打出的孔中進(jìn)行錨桿支護(hù)。鋼纜帶有例如間距為5米的弱化點(diǎn)4c。弱化點(diǎn)位于不同礦層1a的爆破表面上。每一次一個(gè)礦層被炸離礦體。
雖然，由于鋼纜有弱化點(diǎn)，鋼纜可斷成幾段，從而在確定礦體的巖石壁外不再有部分鋼纜凸出了。并且也沒(méi)有較大的礦石懸掛在鋼纜上，礦里的鋼纜也斷成較小的段，不會(huì)妨礙礦體的排空清理工作。
圖4所示的鋼纜錨桿支護(hù)裝置本身結(jié)構(gòu)是已知的。它包括通過(guò)吊臂系統(tǒng)6支撐著支護(hù)設(shè)備7的運(yùn)輸車5，裝在運(yùn)輸車上的一個(gè)鋼纜盤8，一個(gè)進(jìn)料機(jī)構(gòu)9與支護(hù)設(shè)備裝在一起以把鋼纜4送進(jìn)巖石上的鉆孔10。
按照本發(fā)明，硬化設(shè)備11裝在運(yùn)輸車上。鋼纜要通過(guò)這個(gè)設(shè)備。該設(shè)備包括電加熱設(shè)備12和水冷卻設(shè)備13。當(dāng)然該軟化設(shè)備也可以裝在別的地方，例如裝在支護(hù)設(shè)備的送料樑14上。
圖5和圖6圖示了先前的支護(hù)方法。這是在即要支護(hù)靠近礦體的巖石又不能在礦體內(nèi)留下不利的鋼纜才用的一種方法。如圖5所示，隧道開(kāi)在礦體的邊上，巖石從這個(gè)隧道里沿礦體的方向得到支護(hù)。根據(jù)圖6，隧道開(kāi)在礦體的外面，巖石從這些隧道里對(duì)著礦體進(jìn)行支護(hù)。這些已知方法的缺點(diǎn)在開(kāi)始就講到了。
示意圖和有關(guān)的說(shuō)明僅僅說(shuō)明了本發(fā)明的概念。根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備在權(quán)利要求
范圍內(nèi)可以在細(xì)節(jié)上作出變動(dòng)。因此，盡管用硬化法來(lái)弱化有著特別的優(yōu)越性，但用其它弱化法來(lái)代替硬化法也是可以的。例如可以用切割鋼纜中的部分細(xì)絲，或在鋼纜的一些點(diǎn)上焊上弱化段來(lái)形成弱化點(diǎn)。
雖然上邊講了穿進(jìn)孔里的鋼纜總是要有與孔相同的長(zhǎng)度，但是在某些支護(hù)情況下穿進(jìn)一個(gè)或若干個(gè)孔的鋼纜可以比鉆孔短但比被支護(hù)的巖石上的孔長(zhǎng)，使鋼纜在不同的爆破階段期間對(duì)礦體進(jìn)行暫時(shí)的支撐，從而不必使鋼纜延伸到首先要炸掉的那層礦層的孔里去。這樣就降低了材料的成本。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)巖石進(jìn)行鋼纜錨桿支護(hù)的方法其中-在巖石(3)上進(jìn)行鉆孔并穿過(guò)礦體(1)，-鋼纜(4)穿入鉆孔，其特征在于鋼纜(4)在穿入孔之前至少有一個(gè)點(diǎn)(4a，4b，4c)是被弱化了的，以便在爆破力的作用下從這個(gè)弱點(diǎn)上將鋼纜折斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征是鋼纜(4)至少在基本上與礦體(1)的邊界面交界的點(diǎn)(4a)上弱化。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法，其特點(diǎn)是鋼纜(4)在留在礦體(1)中那部分鋼纜上的一些相互間隔的點(diǎn)(4b，4c)上弱化。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求
之一的方法，其特點(diǎn)是鋼纜(4)的弱化是用硬化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
5.一個(gè)鋼纜錨桿支護(hù)裝置，包括-一個(gè)鋼纜盤(8)，-一個(gè)把鋼纜(4)從鋼纜盤送入鉆孔的送料機(jī)構(gòu)(9)，其特征是為局部弱化鋼纜，在鋼纜進(jìn)料途中設(shè)置一個(gè)硬化設(shè)備(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其特點(diǎn)是硬化設(shè)備(11)安置在最靠近進(jìn)料機(jī)構(gòu)的地方。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其特點(diǎn)是硬化設(shè)備(11)安置在運(yùn)輸車上。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5至7之一的裝置，其特點(diǎn)是硬化設(shè)備(11)包括加熱鋼纜的設(shè)備(12)和把冷卻介質(zhì)(最好是水)送到鋼纜的加熱點(diǎn)上的設(shè)備(13)。
專利摘要
用鋼纜對(duì)巖石進(jìn)行錨桿支護(hù)的一種方法。該方法要在巖石上鉆出穿過(guò)礦體(1)的孔，并且把鋼纜(4)穿入這些孔中。為使鋼纜不妨礙礦體的排空清理，鋼纜在穿入孔前至少要有一點(diǎn)(4a，4b)被弱化，以便對(duì)礦體進(jìn)行爆破時(shí)鋼纜在弱化點(diǎn)處斷裂。
文檔編號(hào)E21D21/00GK86107284SQ86107284
公開(kāi)日1987年5月13日 申請(qǐng)日期1986年10月30日
發(fā)明者扎莫·利帕南 申請(qǐng)人:歐伊坦佩爾拉公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan