低壓切割機分為主機和輔機兩部分，主機為磨料射流發(fā)生設(shè)備， 輔機為切割執(zhí)行工裝。如圖 2 所示，為低壓水切割機的主機和輔機。主機部分主要由驅(qū)動系 統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、水路循環(huán)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成，其中適用于煤礦井下環(huán)境的驅(qū)動系統(tǒng)可以 是防爆電動機或者液壓站。輔機部分主要由手柄、軟軸、切割器、割槍、調(diào)節(jié)桿、支架等部 分組成。切割器用于將被切割錨索的索具夾緊，將割槍固定到指定位置并帶動割槍擺動；割 槍為水射流噴嘴的固定裝置，由主機形成的磨料水射流會經(jīng)割槍從噴嘴處噴出；調(diào)節(jié)桿用來 調(diào)節(jié)輔機設(shè)備的高度，以適應不同高度位置的錨索切割；支架為輔機支撐加固部分。
錨索的切割方式是從索具根部進行切割，目的是將錨索的鋼絞線切斷，然后再將索具和鋼絞線拆除，將錨索拆除后再拆除頂板。切割時割槍對準索具根部，在 鋼絞線位置處進行小角度搖擺，通過轉(zhuǎn)動軟軸端部的手柄實現(xiàn)切割作業(yè)。輔機切割設(shè)備屬于 半自動運行工況，通過人工控制手柄旋轉(zhuǎn)速度，可以實時掌握切割進度。為防止錨索切割后 由于頂板上方煤層疏松和壓力釋放可能造成的瞬間坍塌現(xiàn)象，保證作業(yè)人員的安全，使用 3-5m 的軟軸加長了手柄的操作距離，作業(yè)人員可以站在錨索掉落的安全距離外進行切割。 除此之外，還加設(shè)了支架提供作業(yè)支撐，防止切割器脫落造成意外事故，其中調(diào)節(jié)桿可根據(jù) 作業(yè)高度進行調(diào)節(jié)。 將與輔機相連接的套管與調(diào)節(jié)桿通過螺釘緊定；套管從索具下部套入，進行切割。為保 證作業(yè)的穩(wěn)定性，可將套管與索具緊固在一起。調(diào)節(jié)好割槍角度，使其向上偏移約 5°左右， 轉(zhuǎn)動軟軸端部手柄，使割槍繞中心軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)小角度切割。整個切割過程中，無需將整個 錨索索具全部切斷，只要將索具中間的錨索鋼絞線切斷，索具便會自動掉落，從而可以實現(xiàn) 錨索的拆除作業(yè)。
經(jīng)過試驗與在煤礦井下的現(xiàn)場實際應用，如圖4、圖5所示，低壓切割機能夠順利的完成錨索切割拆除的工作任務，通過研究發(fā)現(xiàn)，低壓水切割機在切割作業(yè)過程中溫度一般不超過100℃，達不到瓦斯爆炸的引燃溫度。根據(jù)對前混合磨料水射流在不同瓦斯條件下的切割實驗結(jié)果，表明在任何瓦斯?jié)舛鹊臈l件下，在切割時都不會發(fā)生爆炸現(xiàn)象。因此利用低壓水切割機誘發(fā)放頂具有很好的安全性。在切割過程中，使用45MPa的磨料水射流工作壓力，即可切割煤礦上常用的之直徑30mm以內(nèi)的鋼絞線，有效切割深度達40mm。一半切割一套錨索索具大概需要耗時2-5min。切割后錨索會自動掉落，切個斷面光潔平整，整個切割過程安全可靠，可以消除傳統(tǒng)切割方法的安全隱患。
研究結(jié)果表明，采用低壓水切割機可以快速有效的將煤礦井下錨索鋼絞線切割并將錨索整體拆除，同時可避免使用傳統(tǒng)切割方式經(jīng)常出現(xiàn)的事故。利用前混合磨料水射流切割技術(shù)進行切割錨索等支護鎖具，進而誘發(fā)頂板安全垮落，能很好的解決煤礦井下回采巷道頂板放頂?shù)睦щy的問題，在煤礦井下，低壓水切割機切割過程無明火、無靜電、無有害氣體產(chǎn)生，相對于傳統(tǒng)的切割方式更加安全環(huán)保、優(yōu)勢突出，適合在煤炭行業(yè)廣泛的推廣與應用。
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