專利名稱：一種新型變向錨索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于隧道、邊坡、地基基礎(chǔ)、基坑、礦井巷道支護(hù)的變向 錨索。
背景技術(shù)：
錨桿、錨索、網(wǎng)、鋼梁(帶)、噴射混凝土混合或組合支護(hù)(以下簡稱錨 網(wǎng)支護(hù))是近年來發(fā)展起來的先進(jìn)支護(hù)技術(shù)，是隧道、邊坡、地基基礎(chǔ)、基坑、 礦井巷道支護(hù)的一種主要方式，具有加快工程進(jìn)度、提高支護(hù)效果、降低支護(hù) 消耗、減小勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。以煤礦為例，通過積極推廣錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，重點(diǎn) 煤礦井下巷道的錨網(wǎng)支護(hù)率達(dá)到60%以上，大型煤礦達(dá)到80%以上。錨索作為 主要支護(hù)構(gòu)件，在整個(gè)支護(hù)體系中起著關(guān)鍵作用，而錨索錨具(以下簡稱錨具) 是錨索的主要承力部件之一，其部件的組成結(jié)構(gòu)、受力狀況、承載能力決定著 錨索的整體承載能力，直接影響著錨網(wǎng)支護(hù)的成功與否。目前的錨具大多采用單孔直面型錨索錨具。直面型錨索錨具的最大不足就 是錨具的軸線與托盤平面保持垂直。錨索安裝后，錨環(huán)、夾片、鋼絞線被緊固 成一體，托盤緊貼被支護(hù)體表面，此時(shí)，錨具軸線與托盤平面、支護(hù)體表面均 保持垂直；但由于被支護(hù)體表面不完全平整，安裝錨索的鉆孔軸線與被支護(hù)體表面無法保持垂直，這樣，伸入鉆孔內(nèi)的鋼絞線軸線與被支護(hù)體表面也不能垂 直，導(dǎo)致位于錨具、托盤孔道中的一段鋼絞線軸線與鉆孔內(nèi)的鋼絞線軸線不重 合，在錨具口彎曲形成一個(gè)夾角，錨具或托盤對鋼絞線形成剪切，造成錨索受 力狀況惡化，錨索在沒有達(dá)到破斷力之前就在夾角處斷裂，使錨索無法發(fā)揮其 應(yīng)有的承載作用，降低了支護(hù)體系的支護(hù)能力，帶來嚴(yán)重的安全隱患。 為此，專利權(quán)人"鄭州宇建預(yù)應(yīng)力有限公司"曾發(fā)明了一種礦用錨具，專利號為ZL 200620032668.5，但這種球形座礦用錨具在夾片夾持鋼絞線的預(yù)緊 過程中，球形座易在托盤上滑動(dòng)，使錨具對鋼絞線形成剪切，錨索的承載能力 得不到很好地發(fā)揮。另外專利號為ZL 200320106103.3所發(fā)明的一種"可調(diào) 心錨索"的不足是錨索托盤的尺寸大、外形復(fù)雜，難于加工。為此， 一些煤礦把錨索做成如圖3所示的形狀，加裝球形座3，其一側(cè)與 托盤內(nèi)球面相配合，另一側(cè)緊貼直面錨環(huán)4的端面，球形座3、直面錨環(huán)4、 夾片5構(gòu)成錨索的錨具，夾持鋼絞線6，使抗拉力共同作用在托盤2上，對巷道頂板l起支護(hù)作用。但這種帶內(nèi)球面的托盤，增大了材料加工和現(xiàn)場施工難度，降低了錨索的整體性，加大了錨索支護(hù)體的不穩(wěn)定性；采用這種錨索，增 加了錨索外露于支護(hù)體表面的長度，縮小了支護(hù)空間的有效斷面積，難于廣泛 推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小、適用于在不同方位調(diào)整錨索支護(hù)方向、 使用過程中不會(huì)對鋼絞線造成剪切的變向錨索。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種新型變向錨索，包括托 盤和錨環(huán)，錨環(huán)和托盤對應(yīng)位置開有通孔，錨環(huán)的通孔為內(nèi)小外大的錐孔，錐 孔內(nèi)壁設(shè)有楔形夾片，所述托盤和錨環(huán)之間通孔位置處設(shè)有中空的凹形錨環(huán)底 座，所述錨環(huán)的端部與凹形錨環(huán)底座球面配合，所述凹形錨環(huán)底座的底面與托 '盤表面設(shè)有定位裝置。所述定位裝置的形式可為固定在托盤表面、與凹形錨環(huán)底座底面外沿相匹 配的擋環(huán)或擋塊或擋銷。所述定位裝置的形式也可為由凹形錨環(huán)底座底面或托盤表面凸出的尖牙 和與其配合表面對應(yīng)位置匹配的凹槽構(gòu)成，當(dāng)錨索預(yù)緊時(shí)，所述尖牙咬入與其配合表面對應(yīng)位置。所述尖牙在凹形錨環(huán)底座或托盤底面上，為了增強(qiáng)防滑效果，沿通孔圓周 外側(cè)不同直徑處加工有多條。為了進(jìn)一步防止托盤或錨具對鋼絞線形成剪切，在所述錨環(huán)錐孔的小頭一 側(cè)插裝有能通過鋼絞線的圓筒形塑料護(hù)套。所述托盤為方型或圓形普通平板托盤或鼓形托盤或碟形托盤。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)1、 變向錨索通過球面錨環(huán)和凹形錨環(huán)底座構(gòu)成的球面鉸接，可適應(yīng)在巷 道圍巖表面與錨索鉆孔不垂直、傾斜成任意角度或圍巖表面不平整的情況下使 用，并保證錨具承載能力不下降，充分發(fā)揮錨索對頂板的支護(hù)能力。2、 凹形錨環(huán)底座底面與托盤表面設(shè)有定位裝置，定位裝置可以是變向錨 索凹形錨環(huán)底座大端面圓周不同直徑處加工的凸出的尖牙、或在托盤表面通孔 圓周外側(cè)不同直徑處加工的凸出的尖牙、或在托盤上固定一件與凹形錨環(huán)底座 大端外徑相配的擋環(huán)；其作用是錨索體的鋼絞線在預(yù)緊時(shí)，防止凹形錨環(huán)底座 在托盤上滑移，避免對鋼絞線形成剪切。另外在球面錨環(huán)錐孔的小頭側(cè)插裝有 能通過鋼絞線的圓筒形塑料護(hù)套，保護(hù)鋼絞線免受托盤的剪切。3、 所述變向錨索的有效支護(hù)能力明顯提高，增大了錨索與被支護(hù)體形成 的支護(hù)體系的可靠程度，為各類支護(hù)工程的安全使用提供了材料保障。4、 本發(fā)明是通過球面錨環(huán)和凹形錨環(huán)底座構(gòu)成球面鉸接，自托盤上沿至 球面錨環(huán)下沿的長度與背景技術(shù)中各方案的長度相比，尺寸最小。應(yīng)用于井工 礦山巷道支護(hù)時(shí)，在巷道高度一定的情況下，確保巷道凈高度最高；在巷道凈 高度一定的情況下，確保頂?shù)装彘g距離最小，從而降低了巷道的開挖量，節(jié)約 了工程成本。應(yīng)用于其它工程時(shí)，外露長度最小，節(jié)約了材料，方便了施工。


圖1所示為本發(fā)明變向錨索的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示為本發(fā)明變向錨索的另一種結(jié)構(gòu)方式工作狀態(tài)示意圖； 圖3所示為一些煤礦巷道所用錨索的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明在托盤2'與球面錨環(huán)4'之間增加一件外型為錐體 (或圓柱體)的凹形錨環(huán)底座3'，其凹面與球面錨環(huán)4'相鉸接。凹形錨環(huán) 底座3'、球面錨環(huán)4'、夾片5構(gòu)成錨索的錨具；球面錨環(huán)4'、托盤2'和 凹形錨環(huán)底座3'以及塑料護(hù)套7的對應(yīng)位置開有通孔，球面錨環(huán)4'的通孔 為內(nèi)小外大的錐孔，楔形夾片5位于錐孔內(nèi)壁，楔形夾片5夾持鋼絞線6，使 抗拉力共同作用在托盤2'上，對巷道頂板l起支護(hù)作用。在圖示狀態(tài)下，錨 索孔與頂板l成一定角度，托盤2'緊貼巷道頂板l，凹形錨環(huán)底座3'靠凸出 的尖牙8與托盤2'咬成一體，球面錨環(huán)4'在凹形錨環(huán)底座3'內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角 度，與錨索孔道中鋼絞線6的軸線方向一致，塑料護(hù)套7保護(hù)鋼絞線6免受托 盤2'及凹形錨環(huán)底座3'的剪切，楔形夾片5在球面錨環(huán)4'的錐孔內(nèi)夾持鋼 絞線6，使錨索孔道中鋼絞線6的受力軸線與錨具夾持力的軸線重合，最大限 度地發(fā)揮錨索的支護(hù)作用。本變向錨索中凹形錨環(huán)底座3'大端面也可以不加工有凸出的尖牙8，如 圖2所示，而是在托盤2'上固定(用螺紋聯(lián)接或焊接) 一件內(nèi)圓直徑與光底 凹形錨環(huán)底座3'大端外徑相配的擋環(huán)9來防止在鋼絞線6預(yù)緊過程中光底凹 形錨環(huán)底座3'與托盤2'發(fā)生滑移現(xiàn)象。采用此結(jié)構(gòu)形式，光底凹形錨環(huán)底 座3'的加工較容易、錨具的整體成本會(huì)降低一些。在圖示狀態(tài)下，錨索孔與 頂板l成一定角度，托盤2'緊貼巷道頂板l，光底凹形錨環(huán)底座3'靠擋環(huán)9 與托盤2'聯(lián)成一體，球面錨環(huán)4'與錨索孔道中鋼絞線6軸線方向一致,塑料 護(hù)套7保護(hù)鋼絞線6免受托盤2'及光底凹形錨環(huán)底座3'的剪切，楔形夾片5在球面錨環(huán)4'的錐孔內(nèi)夾持鋼絞線6，使錨索孔道中鋼絞線6的受力軸線與 錨具夾持力的軸線重合，最大限度地發(fā)揮錨索的支護(hù)作用。本新型變向錨索中球形錨具(錨環(huán))4'、凹形錨環(huán)底座3'和托盤2'的 承載能力均高于鋼絞線6的承載能力。
權(quán)利要求
1、一種新型變向錨索，包括托盤和錨環(huán)，錨環(huán)和托盤對應(yīng)位置開有通孔，錨環(huán)的通孔為內(nèi)小外大的錐孔，錐孔內(nèi)壁設(shè)有楔形夾片，其特征是所述托盤和錨環(huán)之間通孔位置處設(shè)有中空的凹形錨環(huán)底座，所述錨環(huán)的端部與凹形錨環(huán)底座球面配合，所述凹形錨環(huán)底座的底面與托盤表面設(shè)有定位裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種新型變向錨索，其特征是所述定位裝置 為固定在托盤表面、與凹形錨環(huán)底座底面外沿相匹配的擋環(huán)或擋塊或擋銷。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種新型變向錨索，其特征是所述定位裝置 由凹形錨環(huán)底座底面或托盤表面凸出的尖牙和與其配合表面對應(yīng)位置匹配的 凹槽構(gòu)成。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種新型變向錨索，其特征是所述尖牙沿凹 形錨環(huán)底座或托盤底面通孔圓周外側(cè)不同直徑處加工有多條。
5、 如權(quán)利要求1至4任一所述的一種新型變向錨索，其特征是在所 述錨環(huán)錐孔的小頭一側(cè)插裝有能通過鋼絞線的圓筒形塑料護(hù)套。
6、 如權(quán)利要求5所述的一種新型變向錨索，其特征是所述托盤為方 型或圓形普通平板托盤或鼓形托盤或碟形托盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型變向錨索，包括托盤和錨環(huán)，錨環(huán)和托盤對應(yīng)位置開有通孔，錨環(huán)的通孔為內(nèi)小外大的錐孔，錐孔內(nèi)壁設(shè)有楔形夾片，所述托盤和錨環(huán)之間通孔位置處設(shè)有中空的凹形錨環(huán)底座，所述錨環(huán)的端部與凹形錨環(huán)底座球面配合，所述凹形錨環(huán)底座的底面與托盤表面設(shè)有定位裝置。定位裝置的作用是錨索體的鋼絞線在預(yù)緊時(shí)，防止凹形錨環(huán)底座在托盤上滑移，避免對鋼絞線形成剪切。本變向錨索通過球面錨環(huán)和凹形錨環(huán)底座構(gòu)成的球面鉸接，可適應(yīng)在巷道圍巖表面與錨索鉆孔不垂直、傾斜成任意角度或圍巖表面不平整的情況下使用，并保證錨具承載能力不下降，充分發(fā)揮錨索對頂板的支護(hù)能力。
文檔編號E21D21/00GK101225745SQ20081004924
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者姜鐵明, 孫玉寧, 尚瑋煒, 賀天才, 軍 趙, 都海龍, 馬寶安 申請人:山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司;河南宇建礦業(yè)技術(shù)有限公司