摘要：煤矿掘进工作面安设锚固剂都采用人员登高用手将锚固剂逐个挤入的方法，这样操作安装效率低下，经常因脱落造成锚固剂的浪费。特别是出现冒顶时，安设锚固剂人员需要攀爬更高，这样人员不仅更加危险，且锚固剂浪费也更加严重，给矿井安全、集约、高效生产带来极大隐患。本文开发了一种既不需要人员登高、操作简便且节约材料的新型锚杆锚固剂安装器，新型锚固剂安装器的应用不仅解决了人员登高的危险，同时也节约了生产成本，取得了好的经济技术效益。
1概述
目前，在矿井巷道掘进过程中支护安装锚杆（索）锚固剂时，一般采用人工登高进行，锚固剂用手逐个挤入钻孔安装。人员登高后往往会出现作业困难，存在一定的安全隐患。人员登高用手挤方式安装锚固剂时，锚固剂极易损坏或脱落，安装效率低下且材料损耗严重。人工登高安装锚固剂，需一人扶梯、一人接递锚固剂、一人登高安装，单个工序投工数量较多。为保证井下工人施工安全，提高工效、节约材料损耗，迫切需要开发一种新型锚杆（索）锚固剂安装器。
2新型锚固剂安装器设计构思
为克服在人工登高安装锚杆（索）锚固剂带来的诸多不便和安全隐患，设想研制一种安装工具，使作业人员站在巷道底板即可将锚固剂送入锚杆（索）孔中，实现安装锚固剂作业过程的安全高效。为此，设想新型锚固剂安装器的关键在于解决将两根中空的钢管用弯头连接，上钢管采用沿轴线方向切分为两半的普通钢管连接而成，其中一端（沿轴线方向）采用铰接连接，另一端（沿轴线方向）则采用固定在下部钢管上的两个可手动开闭的挂钩连接，使用时上部钢管用于将锚固剂装入钻孔，下部钢管用于工人手持操作。
3新型锚固剂安装器构件组成及工作原理
本装置的技术方案是：包括上管和下管；所述上管由上管固定体和上管活动体铰接而成，上管固定体外侧面与下管上的横管焊接为一体；下管为横管和竖管构成的弯管，横管上设有通孔，该通孔轴线与竖管轴线重合，竖管下部设有径向通孔；手柄中部与下管铰接，手柄一端穿入下管下部的径向通孔中并与下连杆下端铰接，下连杆的上端从下管上部的通孔中伸出并与中连杆的一端铰接，中连杆的另一端与上连杆下端铰接，中连杆的中部与上管的横管铰接；卡片一端与上连杆铰接，卡片的另一端与上管活动体上的卡座卡动配合，卡片的中部与上管固定体铰接。见下图：
使用过程：由于本装置中上管上下通透，且分为上管固定体和上管活动体，可在上管固定体或上管活动体中放入所需数量的锚固剂，然后举起下管使上管深入钻孔中，将锚杆从上管底部伸入，使锚固剂进入钻孔中，打开上部管体活动体并将该装置撤出，最后使用顶钻机将锚杆旋转深入钻孔直到需要的深度为止。
4应用分析
4.1未使用锚杆（索）锚固剂安装器前
①用工支出：安装顶锚固剂需要三名工人配合一人扶梯、一人递送药卷、一人安设药卷，共需3人完成，每班需投入3个工，每天每个队组（按两个生产班计算）投入6个工，按100元/工计算，每天需投入600元，队组每月需投入18000元，全矿（13个队组）每月需投入23万元，全矿每年需投入276万元。
②作业时间：采用人工登高的作业方式进行锚固剂安装需要3～8分钟，平均5分钟。
③材料浪费：人工登高安装锚固剂容易造成锚固剂浪费（一般每10根会浪费1根），按照每班进尺3排（大五花）计算，共需打设顶锚杆（索）20个，共需60支锚固剂，将浪费约6支，按6元/支计算，每班因人工登高安装锚固剂将造成浪费36元，每天每个队组浪费72元，每个队组每月2160元，全矿（13个队组）每月浪费28080元，累计全矿每年因人工登高安装锚固剂将造成浪费约34万元。
4.2使用锚杆（索）锚固剂安装器后
①减省开支：由一人安设即可，每班可节约用工2个，每天（按两个生产班计算）节约4个，每月节省工数约120个，按100元每工计算，每个队组每月可节约资金12000元，全矿（13个队组）可每月节约资金156000元，累计每年可节约资金187万元。
②进尺效益：安装需30秒即可完成，比传统方法节省约4.5分钟，按照每班进尺3排（大五花）计算，共需打设顶锚杆（索）20个，每班节约时间约90分钟，每天节约180分钟，按照目前巷道进尺速度每班（8小时）3m，2000/m元经济效益计算，每天每个队组可提高经济效益约2000元，月经济效益提高60000元，全矿月经济效益可提高78万元，年经济效益提高936万元。
③节约材料：人工登高安装锚固剂容易造成锚固剂浪费（一般每10根会浪费1根），使用本新型锚固剂安装器则可避免这种情况发生，因此全矿每年可节约材料费用34万元。
④节省开支、进尺效益以及材料节约三方面可提高全矿经济效益187+936+34=1157万元。
5结论
①施工人员站在巷道底板上即可完成安装锚固剂的工作，彻底杜绝了登高作业时附带诸多安全隐患，对煤矿安全管理非常有利。用机械手段，彻底杜绝了人员操作不当时或药卷与药卷之间错位造成的材料浪费现象，非常有利于节支降耗。
②发生顶板高冒现象时，只需在下部管体加装延长管体即可满足高度要求，其他工序与不冒顶时没有区别。顶板打钻孔有淋水现象时，操作人员不直接与水接触，不会出现职工浑身淋湿的现象，创造了适宜的作业环境，有利于职工身体健康。
③使用该设备可大大提高工作效率，使用该设备后平均每排（我队现采用大五花）安装锚固剂工序所需时间10分钟左右，非常有利于高效作业。使用锚杆（索）锚固剂安装器后，由一人安装锚固剂即可，极大节约了队组用工开支。
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