伸縮式錨杆的製作方法

2023-09-23 00:14:45

專利名稱:伸縮式錨杆的製作方法
本實用新型屬於一種在採礦工程中對軟巖巷道支護用的錨杆。
在採礦工程領域中巖層的破碎帶、崩落帶採用錨杆錨固是支護巷道圍巖的有效措施之一。在鬆軟巖層中採用錨杆錨固是近年來推廣的支護方法。現行的普通錨杆自身的可縮量和剛度與所支護圍巖的最大變形量和剛度相比相差甚遠，二者的不匹配是導致錨固失敗的主要原因，尤其是在軟巖支護中。從錨杆錨固機理的研究表明增加錨杆的伸長量、降低錨杆的彈性模量可以有效地降低作用在錨杆上的力，從而保證錨杆在軟巖的錨固作用。為此要研製可縮性較大的新型錨杆，國外曾研製各種在錨頭或錨尾增加可縮裝置的錨杆，近年來又發展了一種用特殊合金製作的全長錨固的可縮性錨杆。
蘇聯專利SU－926318報到了一種可縮性錨杆。如附圖1所示，該錨杆由管箍(2)、不移動的頭部(1)和可移動的尾部(3)組成；尾杆藉助於緊固的螺母(5)與支承墊板(4)固定，管箍與頭部或尾部杆之間的任一端為剛性聯接。這種錨杆雖然能使圍巖和錨杆的可縮性相匹配，但是錨固方式只有一定的初錨力，因而當圍巖發生一定位移後，錨固層難以滿足圍巖所需的予支力。而且，該種結構的錨杆結構複雜，在實際工程中使用不便。
基於已有的伸縮錨杆存在上述的不足點，本實用新型的發明目的在於簡化錨杆的結構，藉助錨杆進行二次注漿，使錨杆在最大限度地利用圍巖自承能力的前提下圍巖的錨固層達到更加穩定。
為了實現上述的發明目的，本實用新型提供了一種新的伸縮式錨杆。在採礦工程中對軟巖巷道支護用的一種伸縮式錨杆，由不移動的頭部、可移動的尾部以及錨杆尾端的墊板、墊板的固定環組成；其特徵在於錨杆的頭部和尾部均由不同直徑的兩個鋼管相配合組成，其中一個鋼管為留縫鋼管，另一個鋼管為無縫鋼管，且兩個鋼管的聯接段為過盈配合。
本實用新型按照上述的由一個留縫鋼管和一個無縫鋼管過盈配合組成的伸縮式錨杆，其中一個鋼管為不移動的固定於圍巖上的頭部，則另一個鋼管為可移動的錨杆尾部，並且尾杆上設有墊板和墊板的固定環。為了能使水泥砂漿從錨杆的底部順利地注入到鑽孔裡，在錨杆的頭部鋼管上鑽有幾個注漿小孔。伸縮式錨杆中的留縮鋼管因有一定的剛度，當留縫鋼管的直徑在外力的作用下發生變化時，留縫鋼管在其軸線的垂直方向上產生與外力相反方向的作用力。因此，留縫鋼管與無縫鋼管過盈配合時在過盈配合段產生作用力與反作用力，因而當錨杆的兩端存在拉力時在錨杆的過盈配合段產生與拉力相反的摩擦力。伸縮式錨杆的錨固力就靠此摩擦力來滿足。實際使用時將錨杆的頭部固定於孔道的底部，其固定方法是先將快硬水泥卷插入孔道底部，再把錨杆頂入快硬水泥卷裡，為了使錨杆頂端順利頂進快硬水泥卷裡，把頂端作成錐形或扁形。在錨桿頭部上固定一個園形託環，以防快硬水泥卷在插進錨杆時掉下，而且該託環還可以起到錨杆的導向作用。錨杆的頭部固定於圍巖後，在錨杆的尾部套上墊板，用墊板的固定環託住墊板。這樣錨杆可以起到錨固作用。隨著時間的推移鬆軟巖巷道發生一定的位移和變形，伸縮或錨杆隨之發生拉伸起到支護圍巖的作用。當鬆軟巖巷道達到一定的位移和變形後，為了使伸縮式錨杆的錨固層更加穩定，在錨杆的周圍注入水泥砂漿，水泥砂漿是從錨杆的底部經錨桿頭部鑽有的注漿小孔注入到孔道內，水泥砂漿與錨杆、孔道內壁凝固在一起產生很大的錨固力，在圍巖的支護過程中，本伸縮式錨杆在二次注漿前後的錨固力P與其變形量u之間的關係，可由附圖5所示的P－U曲線來表示。圖中的P1為二次注漿前伸縮式錨杆的錨固力，P2為二次注漿後錨杆的錨固力。
附圖1為SU－926318專利所公開的一種可縮性錨杆；附圖2為本實用新型所提供的伸縮式錨杆，其中頭部為外管、尾部為內管；附圖3為本實用新型所提供的伸縮式錨杆，其中頭部為內管、尾部為外管；附圖4為本實用新型所提供的伸縮式錨杆，其中頭部為內管、尾部為外管，並且內管穿出外管；附圖5為本實用新型在圍巖的支護過程中，其錨固力與變形量之間的P－U曲線圖。
本實用新型按照上述結構組成的伸縮式錨杆，藉助於留縫鋼管與無縫鋼管過盈配合而產生的摩擦力，可以滿足鬆軟巖與錨杆的可縮性相匹配下滿足錨杆的錨固力，而且可以在最大限度地利用圍巖自承能力的前提下採用二次注漿方法將錨固層趨於更加穩定狀態。本實用新型與已有的有伸縮結構的錨杆相比，具有結構簡單、易於加工製造、使用方便等特點，可廣泛推廣應用於鬆軟巖巷道的支護領域。
本實用新型的實施例之一按照附圖2所示，伸縮式錨杆由不移動的頭部(6)、可移動的尾部(7)、墊板(8)、墊板的固定環(9)組成，而且錨杆的頭部為留縫鋼管、尾部為無縫鋼管。留縫鋼管的長度為1000mm，其外徑為27mm，內徑為21mm；無縫鋼管的長度為1500mm，其外徑為21.3mm。留縫鋼管與無縫鋼管之間過盈配合段的長度為500mm，鋼管的材質均為A3。在錨杆的頭部上固定有託環(10)，由φ6mm的鋼筋焊成；而且在託環與過盈配合段之間鑽有注漿小孔(11)。為了能使注漿管道易固定於錨杆底部鋼管上，距墊板的固定環下面30mm處焊有φ6mm的鋼筋環(12)。墊板的固定環也是由φ6mm的鋼筋焊成的。按上述尺寸構成的伸縮式錨杆，在二次注漿前的錨固力達4噸力以上。
本實用新型的實施例之二與實施例一相仿，按照附圖2由錨杆的頭部(6)、尾部(7)、墊板(8)、墊板的固定環(9)組成，頭部為無縫鋼管、尾部為留縫鋼管，無縫鋼管與留縫鋼管之間為過盈配合。
本實用新型的實施例之三按照附圖3所示，伸縮式錨杆由不移動的頭部(12)、可移動的尾部(13)、墊板(14)、墊板的固定環(15)組成；頭部為留縫鋼管、尾部為無縫鋼管，留縫鋼管與無縫鋼管之間為過盈配合聯接。
本實用新型的實施例之四與實施例之三相仿，按照附圖3伸縮式錨杆由頭部(12)、尾部(13)、墊板(14)、墊板的固定環(15)組成；頭部為無縫鋼管、尾部為留縫鋼管，無縫鋼管與留縫鋼管間的聯接段為過盈配合。
本實用新型的實施例之五按照附圖4所示，伸縮式錨杆由不移動頭部(16)、可移動的尾部(17)、墊板(18)、墊板的固定環(19)組成；頭部為無縫鋼管，尾部為留縫鋼管，且無縫鋼管穿出留縫鋼管，無縫鋼管與留縫鋼管仍為過盈配合。在無縫鋼管的尾端設有能卡住留縫鋼管的卡環(20)。這種結構的伸縮式錨杆，隨著圍巖的位移和變形錨杆的尾部(17)被卡住在卡環上，因而伸縮式錨杆此時轉為剛性錨固。根據鬆軟圍巖的具體情況，錨杆尾部被卡環卡住前後仍可以二次注漿。
本實用新型的實施例之六與實施例之五相仿，按照附圖4伸縮式錨杆由頭部(16)、尾部(17)、墊板(18)、墊板的固定環(19)以及卡環(20)組成；錨桿頭部為留縫鋼管，尾部為無縫鋼管；留縫鋼管穿出無縫鋼管，且留縫鋼管與無縫鋼管之間為過盈配合。
權利要求
在採礦工程中對軟巖巷道支護用的一種伸縮式錨杆，由不移動的尾部以及墊板、墊板的固定環組成，其特徵在於錨杆的頭部和尾部均由不同直徑的兩個鋼管相配合組成，其中一個鋼管為留縫鋼管，另一個鋼管為無縫鋼管，且兩個鋼管的聯接段為過盈配合。
專利摘要
本實用新型屬於採礦工程，工程中對軟巖巷道支護用的一種可縮性錨杆。該錨杆由不移動的頭部、可移動的尾部、墊板、墊板的固定環組成，而且頭部和尾部由不同直徑的留縫鋼管和無縫鋼管過盈配合相聯接。本實用新型具有結構簡單、易於製造、使用方便等特點，並且在圍巖發生一定的位移和變形後通過錨杆的鋼管可以對錨杆周圍進行注漿，使錨杆的錨固層達到更加穩定。本實用新型廣泛用於軟巖巷道的支護領域。
文檔編號E21D21/00GK86208821SQ86208821
公開日1987年11月18日 申請日期1986年11月1日
發明者鄭雨天, 王大慶, 宋琳, 許春鐵 申請人:東北工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan