本實用新型涉及巖土工程錨固支護領(lǐng)域，特別是涉及巖爆防治領(lǐng)域，具體地指一種適用于有巖爆威脅的圍巖支護中，對有效防治巖爆造成的損害具有現(xiàn)實意義的大變形自修復抗巖爆錨桿。

背景技術(shù)：

巖爆是在高地應力條件下結(jié)構(gòu)完整的硬脆性圍巖開挖卸荷后在某些因素誘發(fā)下的動力失穩(wěn)現(xiàn)象，時常造成地下工程的災害性破壞，隨著開采加深，巖爆加劇并頻發(fā)是巖石力學與工程界共同認可的一個重大工程災害。巖爆控制技術(shù)研究是最終目的，即針對巖爆發(fā)生的可能性與強弱程度以及其對工程的影響提出防治措施，消除或降低巖爆對采掘面工作人員和設(shè)備等可能造成的危害。

巖爆控制是世界性難題，近些年，隨著人們對能量吸收錨桿和能量吸收支護理念的深入了解，能量吸收錨桿需求在全球不斷擴大，各種類型的能量吸收錨桿已經(jīng)在市場上出現(xiàn)，如Garford錨桿、Durabar錨桿、Yielding Secura錨桿和Roofex錨桿等。其中，澳大利亞Atlas Copco公司生產(chǎn)的Roofex錨桿是商業(yè)化程度較高和使用范圍較廣的吸能錨桿。國內(nèi)各種類型的能量吸收錨桿也在層出不窮的涌現(xiàn)。如專利號CN201010196197.2公開的“恒阻大變形錨桿”，專利號CN201110061303.0公開的“一種錐阻式摩擦套管大變形錨桿”，專利號CN201110061360.9公開的“一種摩擦套管式大變形錨桿”，專利號CN201110187361.8公開的“一種加固大變形巖體的恒阻吸能錨桿”， 專利號CN201210021633.1公開的“增阻讓壓的大變形錨桿及其加工方法”，專利號CN201210139092.2公開的“智能控制增阻大變形錨桿及其應用方法”，專利號CN201210341782.6公開的“拉壓耦合型高強大變形錨桿及其使用方法”，專利號CN201210353286.2公開的“拉壓耦合型高強大變形錨桿及其使用方法”，以及專利號CN201410483046.3公開的“一種擠壓、摩擦式吸能錨桿”等等。以上吸能錨桿的主要原理為通過讓壓裝置的變形或滑移以及桿體的伸長等來實現(xiàn)錨桿與圍巖的協(xié)調(diào)變形，達到讓壓的目的。

上述這些錨桿均可以達到讓壓的作用，但是，圍巖變形后，破碎的巖體增加了錨桿的負荷，同時裂隙的產(chǎn)生也為水、氣提供了便利的通道，加快了錨桿的腐蝕速度，降低了支護體系的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大變形自修復抗巖爆錨桿，其結(jié)構(gòu)簡單、安全、易加工制作，且能在產(chǎn)生大變形時提供阻力并實現(xiàn)巖體裂隙的自修復。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種大變形自修復抗巖爆錨桿，包括桿體、支承墊板、螺母、止溢塞、讓壓裝置和自修復裝置；

所述讓壓裝置套裝在所述桿體的頭端，所述讓壓裝置的外側(cè)設(shè)置有錨固劑層；

所述自修復裝置包括套裝在所述桿體外的套管及脹體管，所述脹體管內(nèi)裝有B組分膠黏劑，所述自修復裝置還包括活塞、壓縮囊、過液管和承壓單向閥，所述壓縮囊內(nèi)裝有A組分膠黏劑，所述A組分膠黏劑和所述B組分膠黏劑采用公知的相配用的膠黏劑，所述套管套 設(shè)在所述桿體外且與所述讓壓裝置的尾端靜聯(lián)接，所述脹體管套設(shè)在所述桿體外且與所述套管的尾端靜聯(lián)接，所述脹體管靠近所述套管的端部內(nèi)設(shè)置有所述過液管，所述承壓單向閥設(shè)置在所述過液管內(nèi)，所述活塞設(shè)置在所述套管內(nèi)且位于所述套管的頭端，所述活塞與所述桿體固定連接，所述壓縮囊設(shè)置在所述套管內(nèi)，所述壓縮囊的一端與所述活塞的尾端緊密貼合，所述壓縮囊的另一端與所述過液管的頭端靜聯(lián)接，所述止溢塞、支承墊板以及所述螺母分別安裝在所述桿體的尾端。

進一步，所述桿體呈實心圓柱形，可以采用圓鋼或玻璃鋼加工制作而成，可根據(jù)實際需要設(shè)計桿體的長度。

更進一步，所述讓壓裝置呈筒狀結(jié)構(gòu)，所述讓壓裝置為恒阻讓壓裝置或者變阻讓壓裝置。

再進一步，所述套管采用外徑小于鉆孔孔徑的無縫鋼管加工而成，所述脹體管為環(huán)狀塑料管，所述脹體管的內(nèi)徑大于所述桿體的直徑，所述脹體管的外徑小于鉆孔孔徑。

再進一步，所述活塞為圓環(huán)形，所述活塞采用鋼材加工制造，所述活塞靠近所述桿體的側(cè)面焊接在所述桿體上。

再進一步，所述壓縮囊由柔韌性材料加工而成。

再進一步，所述過液管對稱設(shè)置在所述套管和所述脹體管之間，所述過液管不少于2個。

再進一步，所述雙組分膠黏劑為發(fā)泡型雙組分聚氨酯膠黏劑，所述A組分膠黏劑為帶羥基基團的膠黏劑組分，所述B組分膠黏劑為帶游離異氰酸酯基團的膠黏劑組分。

本實用新型一種大變形自修復抗巖爆錨桿的有益效果在于：錨桿結(jié)構(gòu)主要包括桿體、支承墊板、螺母、止溢塞、讓壓裝置和自修復裝 置，結(jié)構(gòu)簡單；桿體產(chǎn)生軸向的相對位移時，讓壓裝置提供變形阻力，同時自修復裝置釋放出相配用的膠黏劑填充粘合由巖體變形產(chǎn)生的裂隙，保持巖體的完整性，提供可靠的錨固力。因此，本實用新型一種大變形自修復抗巖爆錨桿實現(xiàn)了讓壓與自修復功能的結(jié)合，適用于有巖爆威脅的圍巖支護。

附圖說明

圖1為本實用新型一種大變形自修復抗巖爆錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

桿體 1 讓壓裝置 2

套管 3 脹體管 4

活塞 5 壓縮囊 6

過夜管 7 承壓單向閥 8

A組分膠黏劑 9 B組分膠黏劑 10

錨固劑層 11 支承墊板 12

螺母 13 止溢塞 14

鉆孔 1a

具體實施方式

為了進一步解釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進行詳細闡述。

一種大變形自修復抗巖爆錨桿，如圖1所示，包括桿體1、讓壓裝置2和自修復裝置；桿體1呈實心圓柱形，采用圓鋼加工而成，桿體1位于該大變形自修復抗巖爆錨桿的中間位置，以桿體1靠近鉆孔1a深部的一端為頭端(圖1所示的左端)，以桿體1遠離鉆孔1a深部 的一端為尾端(圖1所示的右端)，桿體1的頭端與讓壓裝置2相接，桿體1的尾端通過螺紋分別與支承墊板12、螺母13相連接，支承墊板12為金屬支承墊板，螺母13采用等強螺母與桿體1螺紋連接，桿體1靠近尾端的位置處套設(shè)有用于密封鉆孔1a的止溢塞14，止溢塞為環(huán)狀橡膠制品，外徑略大于鉆孔孔徑，內(nèi)徑略小于桿體1直徑，以實現(xiàn)密封的效果。

讓壓裝置2呈筒狀結(jié)構(gòu)，讓壓裝置2的中部形成有內(nèi)孔，讓壓裝置2通過內(nèi)孔套裝在桿體1的頭端，讓壓裝置2的內(nèi)孔與桿體1尺寸相配合，讓壓裝置2采用摩擦式恒阻讓壓裝置，讓壓裝置2的外側(cè)覆有錨固劑層11。

自修復裝置包括套裝在桿體1外的套管3及脹體管4，自修復裝置還包括活塞5、壓縮囊6、過液管7、承壓單向閥8以及雙組分膠黏劑，套管3采用外徑小于鉆孔1a孔徑的無縫鋼管加工而成，套管3套設(shè)在桿體1外且與讓壓裝置2的尾端螺紋連接，活塞5呈圓環(huán)形，活塞5采用鋼材加工制造，活塞5靠近桿體1的內(nèi)側(cè)面焊接在桿體1上，活塞5設(shè)置在套管3內(nèi)，活塞5的外徑比套管3的內(nèi)徑略小，活塞5夾設(shè)在桿體1和套管3之間，活塞5可隨著桿體1在套管3內(nèi)移動。

脹體管4為由塑料加工制成的環(huán)狀塑料管，脹體管4的內(nèi)徑略大于桿體1的直徑，脹體管4的外徑小于鉆孔1a的孔徑，脹體管4套設(shè)在桿體1外且與套管3的尾端螺紋連接，脹體管4靠近套管3的端部內(nèi)對稱設(shè)置有兩個過液管7，過液管7采用無縫鋼管加工而成，每個過液管7內(nèi)均設(shè)置有承壓單向閥8。

壓縮囊6采用高密度聚乙烯加工而成，壓縮囊6設(shè)置在套管3內(nèi)，壓縮囊6的一端與活塞5的尾端緊密貼合，壓縮囊6的另一端與過液 管7的頭端螺紋聯(lián)接，雙組分膠黏劑包括作為本膠的A組分膠黏劑9以及作為硬化劑的B組分膠黏劑10，A組分膠黏劑9為帶羥基基團的膠黏劑組分，B組分膠黏劑10為帶游離異氰酸酯基團的膠黏劑組分，A組分膠黏劑9與B組分膠黏劑10混合后將生成泡沫狀的膠黏劑。A組分膠黏劑9和B組分膠黏劑10均采用公知的相配用的膠黏劑。A組分膠黏劑9盛裝在壓縮囊6內(nèi)，B組分膠黏劑10盛裝在脹體管4內(nèi)。

結(jié)合本實用新型的結(jié)構(gòu)對本實用新型的安裝方式、工作原理做進一步的說明：

本實用新型的大變形自修復抗巖爆錨桿安裝時，在鉆孔1a深部裝入早強錨固劑，在鉆孔1a外依次將桿體1、讓壓裝置2、自修復裝置組裝成整體，再將組裝的整體放入鉆孔1a，桿體1頭端的讓壓裝置2將早強錨固劑充分攪拌、擠壓并在孔中填充密實，從而在讓壓裝置2的外側(cè)形成錨固劑層11，待早強錨固劑達到所需強度后，可在桿體1的尾端依次安裝止溢塞14、支承墊板12和螺母13，進行張拉，施加一定預應力。當圍巖變形使得桿體1產(chǎn)生軸向的相對位移時，讓壓裝置2提供變形阻力，同時由于桿體1帶動活塞5滑動，活塞5擠壓壓縮囊6，使壓縮囊6內(nèi)的A組分膠黏劑9的液壓逐漸增加，當達到承壓單向閥8的額定壓力時，承壓單向閥8開啟，將A組分膠黏劑9從壓縮囊6噴射到脹體管4中，A組分膠黏劑9與B組分膠黏劑10混合后生成泡沫狀膠黏劑，體積迅速膨脹，脹破脹體管4，膠黏劑填充到鉆孔1a和巖體變形產(chǎn)生的裂隙中，止溢塞14防止膠黏劑從桿體1的尾端溢出鉆孔1a，泡沫狀膠黏劑在室溫下快速固化，粘合由巖體變形產(chǎn)生的裂隙以及桿體1與鉆孔1a側(cè)壁間的孔隙，保持巖體的完整性，提供可靠的錨固力。

因此，本實用新型一種大變形自修復抗巖爆錨桿實現(xiàn)了讓壓與自修復功能的結(jié)合，適用于有巖爆威脅的圍巖支護。

上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。