專利名稱:伸縮式錨桿的制作方法
本實用新型屬于一種在采礦工程中對軟巖巷道支護用的錨桿。
在采礦工程領(lǐng)域中巖層的破碎帶、崩落帶采用錨桿錨固是支護巷道圍巖的有效措施之一。在松軟巖層中采用錨桿錨固是近年來推廣的支護方法。現(xiàn)行的普通錨桿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。從錨桿錨固機理的研究表明增加錨桿的伸長量、降低錨桿的彈性模量可以有效地降低作用在錨桿上的力，從而保證錨桿在軟巖的錨固作用。為此要研制可縮性較大的新型錨桿，國外曾研制各種在錨頭或錨尾增加可縮裝置的錨桿，近年來又發(fā)展了一種用特殊合金制作的全長錨固的可縮性錨桿。
蘇聯(lián)專利SU－926318報到了一種可縮性錨桿。如附圖1所示，該錨桿由管箍(2)、不移動的頭部(1)和可移動的尾部(3)組成；尾桿借助于緊固的螺母(5)與支承墊板(4)固定，管箍與頭部或尾部桿之間的任一端為剛性聯(lián)接。這種錨桿雖然能使圍巖和錨桿的可縮性相匹配，但是錨固方式只有一定的初錨力，因而當圍巖發(fā)生一定位移后，錨固層難以滿足圍巖所需的予支力。而且，該種結(jié)構(gòu)的錨桿結(jié)構(gòu)復雜，在實際工程中使用不便。
基于已有的伸縮錨桿存在上述的不足點，本實用新型的發(fā)明目的在于簡化錨桿的結(jié)構(gòu)，借助錨桿進行二次注漿，使錨桿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(wěn)定。
為了實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本實用新型提供了一種新的伸縮式錨桿。在采礦工程中對軟巖巷道支護用的一種伸縮式錨桿，由不移動的頭部、可移動的尾部以及錨桿尾端的墊板、墊板的固定環(huán)組成；其特征在于錨桿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(lián)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桿，其中一個鋼管為不移動的固定于圍巖上的頭部，則另一個鋼管為可移動的錨桿尾部，并且尾桿上設(shè)有墊板和墊板的固定環(huán)。為了能使水泥砂漿從錨桿的底部順利地注入到鉆孔里，在錨桿的頭部鋼管上鉆有幾個注漿小孔。伸縮式錨桿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(fā)生變化時，留縫鋼管在其軸線的垂直方向上產(chǎn)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(chǎn)生作用力與反作用力，因而當錨桿的兩端存在拉力時在錨桿的過盈配合段產(chǎn)生與拉力相反的摩擦力。伸縮式錨桿的錨固力就靠此摩擦力來滿足。實際使用時將錨桿的頭部固定于孔道的底部，其固定方法是先將快硬水泥卷插入孔道底部，再把錨桿頂入快硬水泥卷里，為了使錨桿頂端順利頂進快硬水泥卷里，把頂端作成錐形或扁形。在錨桿頭部上固定一個園形托環(huán)，以防快硬水泥卷在插進錨桿時掉下，而且該托環(huán)還可以起到錨桿的導向作用。錨桿的頭部固定于圍巖后，在錨桿的尾部套上墊板，用墊板的固定環(huán)托住墊板。這樣錨桿可以起到錨固作用。隨著時間的推移松軟巖巷道發(fā)生一定的位移和變形，伸縮或錨桿隨之發(fā)生拉伸起到支護圍巖的作用。當松軟巖巷道達到一定的位移和變形后，為了使伸縮式錨桿的錨固層更加穩(wěn)定，在錨桿的周圍注入水泥砂漿，水泥砂漿是從錨桿的底部經(jīng)錨桿頭部鉆有的注漿小孔注入到孔道內(nèi)，水泥砂漿與錨桿、孔道內(nèi)壁凝固在一起產(chǎn)生很大的錨固力，在圍巖的支護過程中，本伸縮式錨桿在二次注漿前后的錨固力P與其變形量u之間的關(guān)系，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桿的錨固力，P2為二次注漿后錨桿的錨固力。
附圖1為SU－926318專利所公開的一種可縮性錨桿；附圖2為本實用新型所提供的伸縮式錨桿，其中頭部為外管、尾部為內(nèi)管；附圖3為本實用新型所提供的伸縮式錨桿，其中頭部為內(nèi)管、尾部為外管；附圖4為本實用新型所提供的伸縮式錨桿，其中頭部為內(nèi)管、尾部為外管，并且內(nèi)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(jié)構(gòu)組成的伸縮式錨桿，借助于留縫鋼管與無縫鋼管過盈配合而產(chǎn)生的摩擦力，可以滿足松軟巖與錨桿的可縮性相匹配下滿足錨桿的錨固力，而且可以在最大限度地利用圍巖自承能力的前提下采用二次注漿方法將錨固層趨于更加穩(wěn)定狀態(tài)。本實用新型與已有的有伸縮結(jié)構(gòu)的錨桿相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造、使用方便等特點，可廣泛推廣應用于松軟巖巷道的支護領(lǐng)域。
本實用新型的實施例之一按照附圖2所示，伸縮式錨桿由不移動的頭部(6)、可移動的尾部(7)、墊板(8)、墊板的固定環(huán)(9)組成，而且錨桿的頭部為留縫鋼管、尾部為無縫鋼管。留縫鋼管的長度為1000mm，其外徑為27mm，內(nèi)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(zhì)均為A3。在錨桿的頭部上固定有托環(huán)(10)，由φ6mm的鋼筋焊成；而且在托環(huán)與過盈配合段之間鉆有注漿小孔(11)。為了能使注漿管道易固定于錨桿底部鋼管上，距墊板的固定環(huán)下面30mm處焊有φ6mm的鋼筋環(huán)(12)。墊板的固定環(huán)也是由φ6mm的鋼筋焊成的。按上述尺寸構(gòu)成的伸縮式錨桿，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由錨桿的頭部(6)、尾部(7)、墊板(8)、墊板的固定環(huán)(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，伸縮式錨桿由不移動的頭部(12)、可移動的尾部(13)、墊板(14)、墊板的固定環(huán)(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(lián)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伸縮式錨桿由頭部(12)、尾部(13)、墊板(14)、墊板的固定環(huán)(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(lián)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，伸縮式錨桿由不移動頭部(16)、可移動的尾部(17)、墊板(18)、墊板的固定環(huán)(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(shè)有能卡住留縫鋼管的卡環(huán)(20)。這種結(jié)構(gòu)的伸縮式錨桿，隨著圍巖的位移和變形錨桿的尾部(17)被卡住在卡環(huán)上，因而伸縮式錨桿此時轉(zhuǎn)為剛性錨固。根據(jù)松軟圍巖的具體情況，錨桿尾部被卡環(huán)卡住前后仍可以二次注漿。
本實用新型的實施例之六與實施例之五相仿，按照附圖4伸縮式錨桿由頭部(16)、尾部(17)、墊板(18)、墊板的固定環(huán)(19)以及卡環(huán)(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(quán)利要求
在采礦工程中對軟巖巷道支護用的一種伸縮式錨桿，由不移動的尾部以及墊板、墊板的固定環(huán)組成，其特征在于錨桿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(lián)接段為過盈配合。
專利摘要
本實用新型屬于采礦工程，工程中對軟巖巷道支護用的一種可縮性錨桿。該錨桿由不移動的頭部、可移動的尾部、墊板、墊板的固定環(huán)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(lián)接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、使用方便等特點，并且在圍巖發(fā)生一定的位移和變形后通過錨桿的鋼管可以對錨桿周圍進行注漿，使錨桿的錨固層達到更加穩(wěn)定。本實用新型廣泛用于軟巖巷道的支護領(lǐng)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(fā)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