一種增阻大變形錨固裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種增阻大變形錨固裝置，它是由增阻錨固系統(tǒng)、變形系統(tǒng)和防護系統(tǒng)構成；其中所述的增阻錨固系統(tǒng)由增阻托盤、楔形卡具和墩頭錨具組成，楔形卡具與增阻托盤通過螺紋連接，控制特制鋼絲繩的增阻變形，鐓頭錨具固定在特制鋼絲繩尾部，防止特制鋼絲繩脫錨；所述的變形系統(tǒng)由特制鋼絲繩、轉換頭和錨固體組成，轉換頭是由合金鋼制成的傳力結構，上端連接特制鋼絲繩下端連接錨固體；所述的防護系統(tǒng)由防護外殼和螺栓桿組成，防護外殼由3～5mm鍍鋅鐵皮制成并由螺栓桿固定防止裝置受到侵蝕。本實用新型采用鋼絲繩柔性增阻變形的思想，結構簡單、施工方便、占用空間少、應用前景廣闊。
【專利說明】
一種増阻大變形錨固裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及煤礦巷道等巖土工程領域中使用的錨固裝置，尤其涉及一種增阻大變形錨固裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國煤炭開采深度的增加，煤礦面臨的地質條件也日趨復雜，圍巖在深部高地應力條件下表現出的物理力學性質與淺部有很大差別，尤其具有變形量大的特點。煤礦巷道多采用錨噴支護和錨網索聯合支護，使用的錨桿錨索及其錨固裝置通常為剛性結構，變形量小，導致煤礦巷道出現冒頂、片幫和底臌等安全事故，影響煤礦正常生產。
[0003]目前針對深埋巷道支護的主要措施是提高支護強度，即增加錨桿錨索直徑、減小間排距、選用高強材料和提高預應力，使被支護的圍巖應力接近初始應力狀態(tài)，發(fā)揮巷道圍巖的自承能力。上述措施在一定程度上提高了支護效果，但是在高地應力巷道仍舊出現錨桿錨索拉斷而導致支護失效的現象，且隨著支護強度的增加，支護成本也隨之上升。此外我國巖土工作者針對大變形巷道的支護問題還研制了具有變形功能的錨桿和錨索，但存在施工復雜、造價高、侵占巷道使用空間和錨固裝置穩(wěn)定性差的缺點，限制了在工程實際中的應用。
[0004]在本實用新型之前，申請?zhí)枮?01510228213.4的發(fā)明公布了一種大變形錨固裝置，包括錨體及讓壓機構，讓壓機構呈壓縮缸結構并包括內缸體、外缸體、缸蓋、活塞環(huán)及活塞桿，內外缸體之間有壓縮介質，內缸體的底部設有泄壓通道。錨體受力后帶動活塞擠壓壓縮介質，從而實現錨固裝置的變形，但其讓壓機構復雜，零部件較多，工程實用性不高。
[0005]申請?zhí)枮?01510026485.6的發(fā)明公開了一種簡易微增阻大變形錨固裝置及方法，裝置主要由讓壓錨具、導向彈簧和生根錨具構成，通過讓壓錨具夾片內多道螺紋的漸次破壞和彈簧的壓縮變形實現讓壓，從而適應圍巖的大變形，對圍巖提供微增阻的錨固力，但裝置裸露在巷道壁外的部分過長，占用巷道使用空間，且外露導向彈簧易受到巷道粉塵和水汽侵蝕，影響裝置發(fā)揮整體性能。
[0006]針對以上發(fā)明存在的缺陷，需要研發(fā)一種結構簡單、施工方便、增阻性能良好且適用于高地應力巷道圍巖大變形條件的變形錨固裝置。

【發(fā)明內容】

[0007]本實用新型針對現有變形錨固裝置的不足，提供了一種增阻大變形錨固裝置，通過該裝置解決煤礦巷道等巖土工程中圍巖變形量大的問題，還具有結構簡單、增阻恒定、錨固穩(wěn)定和防止侵蝕的優(yōu)點。
[0008]本實用新型一種增阻大變形錨固裝置的構造是:由增阻錨固系統(tǒng)、變形系統(tǒng)和防護系統(tǒng)構成，其特征在于，所述的增阻錨固系統(tǒng)由增阻托盤、楔形卡具和墩頭錨具組成，所述的變形系統(tǒng)由特制鋼絲繩、轉換頭和錨固體組成，所述的防護系統(tǒng)由防護外殼和螺栓桿組成。
[0009]所述的增阻托盤由厚度為18?25mm的鋼板制成，中央按設計要求制成楔形開口且?guī)в行ㄐ慰ň甙惭b的螺紋，兩側有螺栓桿的安裝孔;楔形卡具為半圓環(huán)型組合結構，外部有與增阻托盤咬合的螺紋，其向下旋緊的程度決定特制鋼絲繩的變形量;墩頭錨具為固定在特制鋼絲繩尾部的錨固構件，其直徑大于增阻托盤的孔徑，在錨固裝置變形量達到極值時約束特制鋼絲繩的進一步變形，維持整個裝置的穩(wěn)定。
[0010]所述的特制鋼絲繩為三捻鍍鋅鋼絲繩，纖維芯不涂油，從頭部到尾部捻股過程中不斷加入細鋼絲，使其尾部比頭部粗3?5_;轉換頭由合金鋼制成起到傳遞錨固力的作用，上端連接特制鋼絲繩頭部并固定，下端凹槽內有連接錨固體的螺紋;錨固體為普通錨桿桿體或錨索索體，錨固方式可以為端錨或全長錨固。
[0011]所述的防護外殼由厚度為3?5mm的鍍鋅鐵皮制成，用螺栓桿固定在增阻托盤外部，防止巷道粉塵和水汽侵蝕錨固裝置;螺栓桿頭部形狀為方六角形，安裝在增阻托盤兩偵Ij，用于固定防護外殼。
[0012]本實用新型一種增阻大變形錨固裝置的施工方法，具體包括以下步驟:
[0013](I)按照施工要求在指定位置安設錨固體；
[0014](2)將特制鋼絲繩尾部與鐓頭錨具連接，頭部穿過增阻托盤中央圓孔與轉換頭連接；
[0015](3)將增阻托盤退到特制鋼絲繩尾部，組合圓筒形扳手放入鉆孔并卡住轉換頭上部，旋轉扳手力臂使其帶動轉換頭轉動，使轉換頭與錨固體緊密連接；
[0016](4)將增阻托盤緊貼巖壁，用兩片楔形卡具組合并套住特制鋼絲繩，對特制鋼絲繩進行張拉并用扳手旋緊楔形卡具；
[0017](5)將特制鋼絲繩尾部盤放在增阻托盤內，在外部罩上防護外殼，并用螺栓桿固定抒緊。
[0018]本實用新型一種增阻大變形錨固裝置，通過變形系統(tǒng)的增阻變形來保證巷道圍巖的穩(wěn)定性，其優(yōu)點為:
[0019](I)特制鋼絲繩具有較高的抗拉強度、抗疲勞強度和抗沖擊韌性，柔軟性能好變形量大，承載安全系數大，使用安全可靠；
[0020](2)結構簡便、自重較輕，便于運輸和安裝；
[0021](3)錨固裝置的變形量可由楔形卡具進行調控，楔形卡具擰緊的孔徑尺寸與特制鋼絲繩的增阻變形量成線性關系；
[0022](4)防護外殼阻擋了水汽和粉塵對錨固變形裝置的侵蝕，提高了使用壽命和可靠度；
[0023](5)柔性特制鋼絲繩盤放在增阻托盤外側，節(jié)約了巷道空間，提高了空間利用率。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型一種增阻大變形錨固裝置總體安裝示意圖。
[0025]圖2為本實用新型一種增阻大變形錨固裝置的增阻托盤和特制鋼絲繩布置圖。
[0026]圖例說明:I一增阻托盤;2—楔形卡具;3—鐓頭錨具;4一特制鋼絲繩;5—轉換頭；6—銷固體;7一防護外殼;8一螺栓桿。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型提供了一種增阻大變形錨固裝置，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0028]如圖1和圖2所示，本實用新型一種增阻大變形錨固裝置，主要由增阻托盤1、楔形卡具2、鐓頭錨具3、特制鋼絲繩4、轉換頭5、錨固體6、防護外殼7和螺栓桿8組成。
[0029]所述的增阻托盤I由厚度為18?25mm的鋼板制成，中央按設計要求制成楔形開口且?guī)в行ㄐ慰ň?安裝的螺紋，兩側有螺栓桿8的安裝孔;楔形卡具2為半圓環(huán)型組合結構，外部有與增阻托盤I咬合的螺紋，其向下旋緊的程度決定特制鋼絲繩4的變形量;墩頭錨具3為固定在特制鋼絲繩4尾部的錨固構件，其直徑大于增阻托盤I的孔徑，在錨固裝置變形量達到極值時約束特制鋼絲繩4的進一步變形，維持整個裝置的穩(wěn)定。
[0030]所述的特制鋼絲繩4為三捻鍍鋅鋼絲繩，纖維芯不涂油，從頭部到尾部捻股過程中不斷加入細鋼絲，使其尾部比頭部粗3?5mm;轉換頭5由合金鋼制成起到傳遞錨固力的作用，上端連接特制鋼絲繩4頭部并固定，下端凹槽內有連接錨固體6的螺紋;錨固體6為普通錨桿桿體或錨索索體，錨固方式可以為端錨或全長錨固。
[0031 ]所述的防護外殼7由厚度為3?5mm的鍍鋅鐵皮制成，用螺栓桿8固定在增阻托盤I外部，防止巷道粉塵和水汽侵蝕錨固裝置;螺栓桿8頭部形狀為方六角形，安裝在增阻托盤I兩側，用于固定防護外殼7。
[0032]本實用新型一種增阻大變形錨固裝置的施工方法，具體包括以下步驟:
[0033](I)按照施工要求在指定位置安設錨固體6;
[0034](2)將特制鋼絲繩4尾部與鐓頭錨具3連接，頭部穿過增阻托盤I中央圓孔與轉換頭5連接；
[0035](3)將增阻托盤I退到特制鋼絲繩4尾部，組合圓筒形扳手放入鉆孔并卡住轉換頭5上部，旋轉扳手力臂使其帶動轉換頭5轉動，使轉換頭5與錨固體6緊密連接；
[0036](4)將增阻托盤I緊貼巖壁，用兩片楔形卡具2組合并套住特制鋼絲繩4，對特制鋼絲繩4進行張拉并用扳手旋緊楔形卡具2;
[0037](5)將特制鋼絲繩4尾部盤放在增阻托盤I內，在外部罩上防護外殼7，并用螺栓桿8固定擰緊。
【主權項】
1.一種增阻大變形錨固裝置，其特征在于，它由增阻錨固系統(tǒng)、變形系統(tǒng)和防護系統(tǒng)構成;所述的增阻錨固系統(tǒng)由增阻托盤、楔形卡具和墩頭錨具組成，楔形卡具與增阻托盤通過螺紋連接，鐓頭錨具固定在特制鋼絲繩尾部，防止特制鋼絲繩脫錨;所述的變形系統(tǒng)由特制鋼絲繩、轉換頭和錨固體組成，轉換頭是由合金鋼制成上端連接特制鋼絲繩下端連接錨固體;所述的防護系統(tǒng)由防護外殼和螺栓桿組成，防護外殼由3?5mm鍍鋅鐵皮制成并由螺栓桿固定。
【文檔編號】E21D20/00GK205532654SQ201620062494
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】朱慶文, 呂連勛, 馬齊, 張國朋, 徐開山, 尚黎明, 杜貽騰
【申請人】山東科技大學, 李廷春