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钢筋加工技术在煤矿的实用性

 论文栏目:煤炭工业论文     更新时间:2013-11-26 11:47:09   

1矿用锚杆杆体加工方面

建筑螺纹钢丝头加工和矿用锚杆杆体加工工艺比较如下。①下料切断方式。丝头线两端锯切,锚杆线螺纹端锯切,非螺纹端剪切,锚杆线可切45°端面。②去肋方式。丝头线剥肋,锚杆线缩颈,质量要求高时剥肋后缩颈。③螺纹成型。丝头线三轮滚丝,钢筋两端;锚杆线双轮滚丝,钢筋一端,丝头线剥肋和滚丝在同一工序。④电控。丝头线和锚杆线采用PLC控制,变频调速,锚杆线输入输出点较多。⑤钢筋直径。丝头线16~50mm,锚杆线16~25mm,均采用棒材定尺下料。⑥螺纹规格。丝头线为M16~M50,锚杆线为M18~M27,均采用标准螺距。⑦钢筋原料长度。丝头线和锚杆线长度分别为12、8~12m。⑧钢筋下料长度。丝头线和锚杆线长度分别为1.5~12、1.4~3.0m,均可平头和去尾。⑨螺纹长度。丝头线和锚杆线长度分别为20~80、80~150mm,均可调整。⑩带帽工艺。丝头线带保护帽,锚杆线带螺母,带帽前均用环规检验。瑏瑡收集方式。丝头线捆大捆,锚杆线先捆小捆,再捆大捆,小捆为5根1捆。瑏瑢锯切定尺下料生产线和锚杆杆体锯切断面如图3所示。根据以上工艺对比可知,煤炭行业和建筑行业棒材下料和螺纹成型工艺有很高的共同性,在丝头线成功研制和应用的前提下,按锚杆生产工艺要求做以下调整,就可以适应矿用锚杆的生产。调整项目如下:缩短定尺传送台长度,由12m减到6m;增加45°斜切线;剥肋改缩颈;三轮滚丝改双轮滚丝;增加PLC输入输出点;传送功率适度减小,速度加快;收集增加带帽和打小捆工作台等。中国建筑科学研究院机械化研究分院研发的矿用金属锚杆杆体自动化生产线(简称锚杆线)技术已经由廊坊凯博建设机械科技有限公司完成产品研制和推广应用,从2008年至今,已推出3代4个系列的产品,并且正在研发第4代锚杆线,第1代生产率为240根/h,半自动工艺;第2代生产率提高到300根/h,全自动工艺;第3代生产率为330根/h,带斜切;第4代生产率将达到360根/h,并且增加了剥肋和倒角工序,能适应深井用高强度高质量的支护锚杆技术要求。鉴于钢筋智能化加工技术中棒材螺纹连接技术的发展,锚杆生产工艺将会在钢筋直径加大、原料自动排料、螺纹检测、螺纹保护等方面实现更大的技术突破(图4)。

2矿用金属支护焊网加工方面

工程钢筋焊网和矿用金属支护焊网加工工艺对比如下。①网片宽度。工程焊网生产线宽不大于3300mm,最宽达4000mm,支护焊网生产线宽不大于1800mm,常用1100~1650mm,均要求横筋抽头一致。②网片长度。工程焊网和支护焊网生产线长分别不大于1200和6000mm,常用不大于3000mm,均要求纵筋抽头一致。③钢筋直径。工程焊网生产线纵筋和横筋直径均不大于12mm,常用6~12mm,支护焊网生产线纵筋和横筋直径分别不大于8和10mm,常用4~6mm,均要求除油。④网格尺寸。工程焊网和支护焊网生产线网格尺寸分别为100~250和80~150mm,无级可调,网格要求为矩形。⑤焊接速度。工程和支护焊网生产线煤焊接速度均为40~60排/min,速度均可调节。⑥焊点控制。工程和支护焊网生产线均为6个焊接电流参数,1个气压参数,对油、锈等电阻较大情况能处理。⑦焊接变压器视在功率。工程焊网和支护焊网生产线视在功率分别不大于1600和300kVA,均要求水冷。⑧牵引方式。工程和支护焊网生产线均为伺服驱动,要求横筋间距准确。⑨程序控制。工程和支护焊网生产线均用PCC控制,要求人机对话信息化。⑩气动系统气泵流量。工程焊网和支护焊网生产线分别不大于5和3m3/min,气泵出口压力7.5MPa。瑏瑡冷却系统水泵流量。工程焊网和支护焊网生产线分别不小于12和5m3/h,水压0.15~0.35MPa。瑏瑢纵筋上料。工程焊网生产线盘条钢筋或直条钢筋,支护焊网生产线盘条钢筋,盘条均用放线架。瑏瑣横筋上料。工程和支护焊网生产线直条钢筋,均用自动落料系统。瑏瑤网片收集。工程焊网生产线自动翻网叠网,支护焊网生产线自动叠网,均需接网打网排网。随着老煤矿矿井深度越来越深,对高强度高质量焊网的需求日益迫切,焊接钢网钢丝直径由4~8mm发展到8~10mm,开焊率低,焊点抗剪强度高,网片纵横双向焊接变形小,网格角度精度高,侧边抽头整齐;对于矿用钢筋网片焊接生产线的技术创新提出了全新课题,而对于建筑钢筋网片生产线而言,经过数十年的生产实践和不断改进,已在解决上述关键问题上积累了足够的技术和经验,技术水平和欧洲差距较小,并且产品出口至中东、北非、东南亚等地。通过拉丝除油、调直切断等配套设备与焊网工艺一体化设计,高速、高质量、专用化的全自动焊网机已经在中煤宇晨、神华神东、中煤大屯、国投新集、山东新矿等煤炭集团成功推广应用,矿用金属支护网和矿用金属支护网生产线如图7所示。

3成果应用现状及前景展望

1)为适应矿用锚杆生产的最新发展,要求锚杆生产线生产率在大幅提高的同时,产品质量稳定可靠,产品性能和配套设备不断完善。在焊网方面,由于工程网和支护网生产设备的交流更早一步,已经取得一定成绩,在包括拉丝、调直切断、打包等成套自动化设备的完善过程中,可有望实现技术突破。2)建筑钢筋螺纹连接丝头加工和工程焊网2个方面,是建筑钢筋智能化加工技术中的重要方面,但不是全部,还包括线材加工、棒材加工、组合件加工的3大类几十种自动化加工技术和设备,而煤矿领域钢筋制品也不仅限于锚杆杆体和支护焊网,因此随着行业交流的不断深入,还会在煤矿矿井上下的工程实践中取得更加成功的技术应用。3)在工程用锚杆钻机和矿用锚杆钻机,矿井砂浆喷涂、工程砂浆喷涂以及矿井锚索设备、工程坑基支护锚索设备等诸多相关领域中,地面工程方面的成熟技术,可稍作专用化改造就能用于井下。4)科研成果的跨行业扩展应用,在节约科研资源的同时,也使得产品开发技术风险大幅降低,产品可靠性稳步提高。

作者:张东斌 单位:中国建筑科学研究院

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