煤矿卡缆螺帽切割机的设计与应用

李大磊

(大同市煤矿安全监管大队)



煤矿卡缆螺帽切割机的设计与应用

李大磊

(大同市煤矿安全监管大队)

通过对卡缆以及卡缆回收方式的分析，研究制作了新型的卡缆螺帽切割机。对新型切割机制作、工作原理、操作等进行了说明。卡缆螺帽切割机在不动火、不用电、不损伤螺栓丝扣的情况下，能够迅速切破螺帽，有效地提高了卡缆的回收修复率，具有良好的经济效益。

卡缆螺帽回收卡缆螺帽切割机

随着矿井逐步向深部开采，巷道所受的地应力增大，U型钢支架支护成为深部巷道有效联合支护中的重要一环[1]。据统计，全国统配煤矿中，在巷道中采用U型钢支架支护的巷道长度约占总长度的10%，且每年仍在上升[2]。卡缆是U型钢支架的连接件，在很大程度上决定着U型钢支架工作特性和支护效果的好坏，对支架成本有直接影响。双槽夹板式卡缆和部分螺杆夹板式卡缆是目前U型钢支架的主要连接件[3]。由于其消耗量大，需对其进行有效修复、回收，为煤矿节约成本，创造良好的经济效益和社会效益。

1　卡缆使用现状

通过卡缆将两重叠型钢压紧，实现型钢搭接段的连接，并使型钢能承受一定载荷。根据两型钢接触产生摩擦阻力的部位不同，可以将U型钢支架的搭接段分为腰定位和耳定位，腰定位需要搭接型钢截面腰部接触，耳部不接触；耳定位(腰耳定位)需要型钢搭接段腰部接触，耳部也接触[4]。

修复卡缆是煤矿修旧利废的一项重要工作，也是每日必做的工作。在修复卡缆时常常碰到卡缆生锈、螺帽无法正常取下的问题，以往的解决方法为：两人配合用老虎钳沿相反方向拧，费时费力且危险；将拧不下螺帽的卡缆统一送回地面，利用氧焊烤将螺帽和螺栓一齐割掉，最后用斧头劈烂，费时费力且容易损坏卡缆，造成浪费。

2　卡缆螺帽切割机

为将卡缆螺帽快速有效地从卡缆上脱下，选用了卡缆螺帽切割机。

2.1卡缆螺帽切割机组成

卡缆螺帽切割机组成见图1。

图1　卡缆螺帽切割机成品

(1)传动装置。将油压装置、卸荷阀、防爆油管相接，用以控制出油、回油。

(2)刀头。刀头装置与防爆油管连接，一端为固定槽，内部放置刀头，另一面连接防爆油管，。使用时压下手柄，刀头被油压推动，切割卡缆上的螺帽。

刀头为锥形头圆柱体，采用G65硬质钢，确保刀头所需的硬度。

2.2卡缆螺帽切割机的工作原理

利用液压传动，通过拉伸扳手挤油，推动刀头切割卡缆螺帽，如图2所示。

图2　卡缆螺帽切割机工作原理示意

3　卡缆螺帽切割机的使用

3.1卡缆螺帽切割机的操作方法

①打开注油螺塞，油泵箱内注满20#机油或液压油，同时关闭卸荷阀;②将破切器头部孔套入待破的螺母，并摆正放平;③压动手动油泵，使劈刀顶出推进至螺母，当劈刀顶进螺母1/2处时，须小心压动手泵，以免用力过猛，劈刀快速将螺母劈开损伤螺栓丝扣;④当听到“叭”的劈裂声时，表示螺母已被破开，即停止压动；⑤拧开卸荷阀，劈刀后回原位，取下劈开器。

3.2卡缆螺帽切割机的使用效果

(1)社会效益。当卡缆生锈，螺帽无法正常取下时，如采用人力取螺帽，工作效率低，且达不到理想的效果，造成卡缆损坏。卡缆螺帽切割机的应用大大提高了工作效率，只需一个人就能快速有效地完成卡缆螺帽切割，在不动火、不用电，不损伤螺栓丝扣的情况下，迅速切破螺帽，也可以在易燃易爆的地方使用。

(2)经济效益。卡缆市场售价35元/副，应用卡缆螺帽切割机后，一天能切割修复100副卡缆，平均每天可以为煤矿节省约3 500元，1a大约可以节省130万元，为煤矿的节支降耗和废旧回收复用做出了贡献。

3.3卡缆螺帽切割机的应用前景

本次研究的卡缆螺帽切割机对矿井使用的卡缆上生锈的螺帽进行切割，方便高效，用工强度低，轻便安全，同样可以应用于其他需要的厂矿。

4　结　语

(1)通过对卡缆以及目前卡缆回收方式的分析，研究制作了卡缆螺帽切割机。

(2)采用卡缆螺帽切割机，有效提高了工作效率，在不动火、不用电、不损伤螺栓丝扣的情况下，迅速切破螺帽，降低了员工的劳动强度和用工数。

(3)应用卡缆螺帽切割机，能有效提高卡缆的回收修复率，经济效益显著。

[1]杨中林.煤矿材料投入的内控制度建设[J].中州煤炭,2009(2):96-97.

[2]何炳银.螺杆凸轮式U型钢支架卡缆[J].矿山压力与顶板管理,1998(4):35-37.

[3]彭荫宗.U型钢可缩支架卡缆分析及选择[J].江西煤炭科技,2000(2):35-37.

[4]刘建庄，张农，郑西贵，等型钢支架偏纵向受力及屈曲破坏分析[J].煤炭学报,2011(10):1647-1652.

2016-03-16)

李大磊(1986—)，男，助理工程师，037034 山西省大同市同云路18号。