本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2內(nèi)部設(shè)置有具有負(fù)泊松比的異形環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0029]所述的錨桿鎖具4可以采用與錨桿I螺紋配合的螺母，也可以采用具有錐形內(nèi)孔的錨環(huán)及夾片結(jié)構(gòu)、通過夾片與錨桿及錨環(huán)的摩擦力實(shí)現(xiàn)鎖緊，由于后一種方案的錨桿后端部不需要加工螺紋，且由于本四維支護(hù)大變形錨桿的錨桿托盤3呈喇叭型套結(jié)構(gòu)，采用后一種方案時(shí)通過張拉機(jī)具即可實(shí)現(xiàn)緊固，較前一種方案操作簡便，因此優(yōu)選后者，即，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的錨桿鎖具4包括錨環(huán)41和夾片42，錨環(huán)41是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中間的通孔為錐形孔，其外徑尺寸小于錨桿托盤3定位臺(tái)階的外形尺寸；夾片42設(shè)置為多片，其外壁弧度尺寸與錨環(huán)41的錐形孔的錐度配合、內(nèi)壁弧度尺寸與錨桿I的外徑尺寸配合，夾片42設(shè)置在錨環(huán)41的錐形孔內(nèi)壁與錨桿I桿體之間，安裝時(shí)，將錨環(huán)41的小孔端面向錨桿I的前端套入錨桿I的后端并頂靠在錨桿托盤3的小口端頂部的定位臺(tái)階上，最后通過張拉機(jī)具將夾片42塞實(shí)在錨環(huán)41的錐度孔的內(nèi)壁與錨桿I桿體之間即可。
[0030]當(dāng)錨桿I的前端受到來自巷道圍巖7的正面擠壓時(shí)，錨桿I連同恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2整體有向背離巷道圍巖7的方向移動(dòng)的趨勢(shì)，其預(yù)緊力即被釋放，導(dǎo)致支護(hù)失效，為防止這種情況下支護(hù)失效，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的夾片42后端與鋼絞線連接座5前端面之間設(shè)置彈簧51，彈簧51內(nèi)圈內(nèi)徑尺寸與錨桿I后端的外徑尺寸配合，內(nèi)圈外徑尺寸與錨環(huán)41錐形孔的大孔直徑尺寸配合，正常支護(hù)狀態(tài)時(shí)，彈簧51處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)錨桿I的前端受到來自巷道圍巖7的正面擠壓時(shí)，彈簧51可釋放彈力，防止夾片42自錨環(huán)41的錐形孔內(nèi)脫出，保證支護(hù)效果。
[0031]為了進(jìn)一步保證支護(hù)效果，在預(yù)緊力達(dá)不到要求時(shí)能夠?qū)﹀^桿I施加預(yù)緊力，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的鋼絞線連接座5與錨桿I的后端通過螺紋連接，鋼絞線連接座5的前部設(shè)有凹形容納腔52、后部設(shè)有軸向鉸接機(jī)構(gòu)53，所述的彈簧51設(shè)置在凹形容納腔52內(nèi)，凹形容納腔52的前后深度尺寸大于彈簧51完全壓縮后的前后長度尺寸，即鋼絞線連接座5的前端面與錨環(huán)41的后端面接觸后彈簧51處于進(jìn)一步壓縮狀態(tài)，所述的鋼絞線6的一端與軸向鉸接機(jī)構(gòu)53固定連接，當(dāng)錨桿I的預(yù)緊力達(dá)不到要求時(shí)，可旋轉(zhuǎn)鋼絞線連接座5使彈簧51進(jìn)一步壓縮、鋼絞線連接座5前端面頂靠在錨環(huán)41的后端面上，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)鋼絞線連接座5，鋼絞線連接座5即推動(dòng)錨環(huán)41向前移動(dòng)，同時(shí)彈簧51釋放彈力推動(dòng)夾片42向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿I施加預(yù)緊力，施加預(yù)緊力的過程中鋼絞線6 —端與軸向鉸接機(jī)構(gòu)53不跟隨鋼絞線連接座5旋轉(zhuǎn)。
[0032]需要錨固的深度通常不會(huì)大于巷道的高度和寬度，針對(duì)大于巷道的高度和寬度的深度錨固的情況，普通的錨桿無法實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)深度錨固，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的錨桿I是多段式結(jié)構(gòu)，通過連接機(jī)構(gòu)11互相連接，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)深度錨固。
[0033]為了便于在回采時(shí)回收錨桿1，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的錨桿I前端設(shè)有外螺紋結(jié)構(gòu)，所述的恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2內(nèi)孔的異形環(huán)結(jié)構(gòu)上還設(shè)有與錨桿I前端的外螺紋結(jié)構(gòu)配合的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，在安裝錨桿I注入錨固劑8時(shí)，控制錨固劑8的注入量使錨固劑8注入后其后端不超過恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2，即錨固劑8只錨固恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2而不錨固錨桿1，在回收錨桿I時(shí)，先拆除錨桿鎖具4，然后反方向旋轉(zhuǎn)錨桿1，錨桿I即可自恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2內(nèi)脫出，實(shí)現(xiàn)回收利用。
[0034]為了便于對(duì)錨桿I的長度及預(yù)緊力進(jìn)行檢測(cè)，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的錨桿I后端部中心設(shè)置有用于無損檢測(cè)儀的傳感器，傳感器通過導(dǎo)線與無損檢測(cè)儀連接即可實(shí)現(xiàn)錨桿I的長度及預(yù)緊力檢測(cè)。
[0035]為了便于對(duì)鋼絞線6的拉力進(jìn)行檢測(cè)，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的鋼絞線連接座5上設(shè)置用于無損檢測(cè)儀的傳感器，傳感器通過導(dǎo)線與無損檢測(cè)儀連接即可實(shí)現(xiàn)鋼絞線6的拉力檢測(cè)。
[0036]本四維支護(hù)大變形錨桿由于設(shè)置有呈喇叭型套結(jié)構(gòu)的錨桿托盤3，錨桿托盤3小口端嵌入巷道圍巖7內(nèi)，大口端前端頂靠在巷道圍巖7的巖壁上，且大口端與小口端內(nèi)壁之間設(shè)有圓弧形過渡段，因此鋼絞線6在朝不同方向與相鄰的其他錨桿的鋼絞線6通過恒壓鎖具連接實(shí)現(xiàn)四維支護(hù)時(shí)，鋼絞線6可通過壓靠在錨桿托盤3的圓弧形過渡段上實(shí)現(xiàn)與圍巖最大限度緊密貼合，避免了鋼絞線6因彎曲角過大易斷裂的問題；由于設(shè)置有恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2，因此在錨桿I會(huì)受到過大的軸向拉力而在恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2內(nèi)軸向外移，通過恒阻讓壓機(jī)構(gòu)2的讓壓作用，當(dāng)達(dá)到新的平衡點(diǎn)時(shí)，錨桿I停止外移，同時(shí)其預(yù)緊力保持不變，避免錨桿I因受力過大斷裂造成安全隱患；由于多股鋼絞線6通過鋼絞線連接座5與錨桿I連接，鋼絞線6的數(shù)量設(shè)置與鋼絞線連接座5的面積有關(guān)，鋼絞線連接座5可根據(jù)需要設(shè)置，不受其他條件約束，可以根據(jù)需要加大錨網(wǎng)索支護(hù)密度，提高支護(hù)質(zhì)量；由于采用錨桿代替錨索支護(hù)，因此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本大幅度降低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四維支護(hù)大變形錨桿，包括錨桿(I)、恒阻讓壓機(jī)構(gòu)(2 )、錨桿托盤(3 )和錨桿鎖具(4)，錨桿(I)的前端穿入恒阻讓壓機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)，恒阻讓壓機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)孔與錨桿(I)尺寸配合，其特征在于， 所述的錨桿托盤(3)呈喇叭型套結(jié)構(gòu)，其小口端嵌入巷道圍巖(7)內(nèi)并套裝在錨桿(I)的后部、且小口端頂部設(shè)有定位臺(tái)階，大口端前端頂靠在巷道圍巖(7)的外巖壁上，錨桿托盤(3 )大口端與小口端內(nèi)壁之間設(shè)有圓弧形過渡段； 所述的錨桿鎖具(4)套裝在錨桿(I)的后部，并頂靠在錨桿托盤(3)的小口端頂部的定位臺(tái)階上； 還包括鋼絞線連接座(5 )和鋼絞線(6 )，鋼絞線連接座(5 )與錨桿(I)的后端連接，多股鋼絞線(6 )通過鋼絞線連接座(5 )與錨桿(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的恒阻讓壓機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)部設(shè)置有具有負(fù)泊松比的異形環(huán)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的錨桿鎖具(4)包括錨環(huán)(41)和夾片(42)，錨環(huán)(41)是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中間的通孔為錐形孔，其外徑尺寸小于錨桿托盤(3)定位臺(tái)階的外形尺寸；夾片(42)設(shè)置為多片，其外壁弧度尺寸與錨環(huán)(41)的錐形孔的錐度配合、內(nèi)壁弧度尺寸與錨桿(I)的外徑尺寸配合，夾片(42)設(shè)置在錨環(huán)(41)的錐形孔內(nèi)壁與錨桿(I)桿體之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的夾片(42)后端與鋼絞線連接座(5)前端面之間設(shè)置彈簧(51)，彈簧(51)內(nèi)圈內(nèi)徑尺寸與錨桿(I)后端的外徑尺寸配合，內(nèi)圈外徑尺寸與錨環(huán)(41)錐形孔的大孔直徑尺寸配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的鋼絞線連接座(5)與錨桿(I)的后端通過螺紋連接，鋼絞線連接座(5)的前部設(shè)有凹形容納腔(52)、后部設(shè)有軸向鉸接機(jī)構(gòu)(53 )，所述的彈簧(51)設(shè)置在凹形容納腔(52 )內(nèi)，凹形容納腔(52 )的前后深度尺寸大于彈簧(51)完全壓縮后的前后長度尺寸；所述的鋼絞線(6)的一端與軸向鉸接機(jī)構(gòu)(53)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的錨桿(I)是多段式結(jié)構(gòu)，通過連接機(jī)構(gòu)(11)互相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的錨桿(I)前端設(shè)有外螺紋結(jié)構(gòu)，所述的恒阻讓壓機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)孔的異形環(huán)結(jié)構(gòu)上還設(shè)有與錨桿(I)前端的外螺紋結(jié)構(gòu)配合的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的錨桿(I)后端部中心設(shè)置有用于無損檢測(cè)儀的傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四維支護(hù)大變形錨桿，其特征在于，所述的鋼絞線連接座(5)上設(shè)置用于無損檢測(cè)儀的傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四維支護(hù)大變形錨桿，包括錨桿（1）、恒阻讓壓機(jī)構(gòu)（2）、錨桿托盤（3）、錨桿鎖具（4）、鋼絞線連接座（5）和鋼絞線（6），錨桿托盤呈喇叭型套結(jié)構(gòu)，其小口端嵌入巷道圍巖（7）內(nèi)并套裝的錨桿的后部，大口端頂靠在外巖壁上；錨桿鎖具套裝在錨桿的后部，并頂靠在錨桿托盤的小口端上；鋼絞線連接座與錨桿的后端連接，多股鋼絞線通過鋼絞線連接座與錨桿連接。本四維支護(hù)大變形錨桿具有恒阻、大變形、預(yù)緊力實(shí)時(shí)可調(diào)、軸力無損監(jiān)測(cè)、四維支護(hù)等特點(diǎn)，既可以避免因受力過大斷裂造成支護(hù)失效的現(xiàn)象，又可以避免因巖層不協(xié)調(diào)變形離層造成預(yù)緊力失效的現(xiàn)象，且鋼絞線能夠與圍巖緊密貼合、數(shù)量可自由設(shè)置，提高整體支護(hù)質(zhì)量。
【IPC分類】E21D20-00, E21D21-00
【公開號(hào)】CN104594928
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410845975
【發(fā)明人】馬占國, 趙國貞, 楊玉樹, 孫凱, 羅寧, 張帆
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日