[实用新型]一种有效防止锚索断裂产生火花发生瓦斯爆炸的托盘装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及普通锚索在支护巷道过程中发生断裂，产生火花导致瓦斯爆炸的托盘装置，该装置联合化学试剂将岩体或煤体中瓦斯与锚索隔离开，可有效防止瓦斯爆炸，且托盘上表面锥形槽亦有足够的强度，可阻止锚索被剪断，进而既可有效保证巷道支护稳定性，又可保证煤矿安全有效开采。

背景技术

能源是国民经济发展的原动力，经济的快速发展离不开能源的供给，能源是实现中国梦不可或缺的元素之一，柴米油盐酱醋茶需要能源供给，琴棋书画诗酒花需要能源提供动力。煤炭作为我国主要能源之一，它在我国一次能源结构中占有绝对的主体地位，20世纪50年代所占比重增高达90％，在未来相当长一段时间内不会改变。因此，保持煤炭工业稳定发展仍具有重要意义。

锚索技术起源于20世纪60年代，由于锚索杆体采用柔性可弯曲的钢绞线，具有安装方便、锚固深度大、承载能力高以及主动加固围岩等优点，锚索在我国煤矿巷道顶板支护中应用已十分广泛。在大断面巷道交岔点、断层破碎带等复杂地质条件下的软岩巷道支护中，锚索发挥了不可替代的作用。锚索按锚固长度可分为端部锚固、全长锚固以及联合锚固三种方式。端部锚固锚索以其安装工序简单、施工快捷，在我国煤矿井下巷道支护中应用广泛。但使用端锚支护的软岩巷道，在受强烈动压和显著构造应力影响时，巷道变形量大，锚索杆体拉断、失效以致引发巷道突然失稳时有发生。传统的注浆锚固锚索存在安装钻孔直径大、水泥砂浆凝固时间长等缺点，锚固效果并不十分理想，一般只用于大断面硐室等软岩巷道工程的补强加固。

随着煤炭需求量的不断增加，矿井开采的深度在不断增加，高地应力软岩巷道支护已成为制约我国矿井煤炭开采的重大技术难题，尤其是在千米深井高应力矿井巷道的支护就更加困难，由于巷道变形的严重化，严重的影响了煤炭的开采。因此，随着科学技术的发展，锚杆、锚索技术的不断完善，从而是巷道支护现状得到了显著的改善。但是，在特殊条件下普通锚索仍然不能解决巷道的严重变形，在高地应力软岩巷道中，普通锚索出现断裂现象，在断裂过程中容易产生火花，在破碎岩层中瓦斯赋存较多，遇见火花易导致瓦斯爆炸严重影响到工人生命安全。

在千米深井高应力软岩巷道中锚梁网索支护存在很大困难，尤其在初期掘巷支护过程中锚索破断非常集中，因此，改良锚索设备是解决锚索破断发生灾害的首要问题。

发明内容

技术问题：本实用新型主要是克服已有技术中的不足，提供一种有效防止锚索断裂产生火花发生瓦斯爆炸的托盘装置，主要用于解决锚索在支护过程中发生断裂产生火花导致瓦斯爆炸的问题，该托盘装置结合化学试剂隔离瓦斯，进而有效防止瓦斯爆炸，既可有效保证巷道支护稳定性，又可保证煤矿安全高效开采。

技术方案：一种有效防止锚索断裂产生火花发生瓦斯爆炸的托盘装置，该托盘装置安装于普通锚索，用于巷道支护，其特征在于：所述托盘装置下表面锁具周围设计3个穿透托盘的孔洞(3)，并连接有带螺纹的孔柄(2)。托盘上表面设计为锥形的环状出液槽(1)，该出液槽与孔洞相通，出液槽紧贴于锚索周围孔隙。

本实用新型中所述托盘装置下表面孔洞(3)直径(D1/2)大小10～25mm，倾角为45°，孔洞(3)与带螺纹的孔柄(2)连接，孔柄(2)厚度为3～6mm，外露长度为20～35mm，且相邻孔洞间隔120°。

本实用新型中所述托盘装置上表面设计为圆锥形的环状出液槽(1)，该出液槽与孔洞相通，出液槽紧贴于锚索周围孔隙，锥形环状出液槽外圆锥底直径(D2/2)为40～50mm，外圆 锥顶直径(D4/2)为12～20mm，内圆锥底直径(D3/2)为20～30mm，内圆锥顶直径(D5/2)为22～28mm，外圆锥孔锥度为25°～60°，内圆锥孔锥度35°～70°。

本实用新型中所述托盘装置主要联合化学试剂充填于锚索与孔壁之间的裂隙(9)，化学试剂主要充填于自由段。

有益效果：

(1)锚索在高地应力深井破碎岩层巷道支护过程中易发生断裂，断裂过程中易产生火花，瓦斯在破碎岩层中赋存较多，当瓦斯接触到火花是可产生瓦斯爆炸，该托盘装置结合化学试剂可隔离瓦斯，进而有效防止瓦斯爆炸。

(2)在千米深井巷道支护过程中，岩层在水平应力作用下可发生水平移动，锚索在支护过程中，锚索剪断现象时有发生，剪断部位主要在托盘周围，托盘上表面锥形环状出液槽具有一定的强度，可有效防止岩层在移动时剪断锚索，亦可防止化学试剂从孔隙外流。

(3)本实用新型中所述的托盘装置可推广运用于锚杆支护，并在高瓦斯矿井中可推广运用。

附图说明