CN101160451B - 用于安装锚杆的装置和方法以及锚杆安装钻车 - Google Patents
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Abstract
一种用于安装压力液膨胀锚杆(4)的装置(5)，这类锚杆具有一管状膨胀部和一配合部，所述装置的远端部具有卡盘装置，用于夹紧配合部并在流体源与入口之间形成密封连接，所述装置基本上轴向延伸。该装置的近端部包括一夹持部(11)，该夹持部(11)适于安装到岩石钻孔机的钻柱接合部件(27)上。本发明还涉及一种方法和一种钻车。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于安装锚杆的装置。本发明还涉及一种用于安装锚杆的方法。本发明又涉及一种锚杆安装钻车。
背景技术
由于存在结构坍塌的危险，为了稳定隧道和巷道中不稳定的岩石面而安装锚杆存在潜在的危险。为此，要求操作人员在安装锚杆时始终处于稳固的岩石下面。也就是说，他有可能站在已经稳定的岩石面下面，同时进一步安装岩石面稳定锚杆。
根据背景技术，安装纯粹通过手工完成，或者在锚杆安装器具的帮助下，以机械化或半机械化方式完成。现有可以用于完全机械化安装锚杆的钻车。这种设备在经济上总是证明是不合算的，尤其是在较小的场所更是如此。
发明目的
本发明的目的在于提供一种解决现有技术问题的方案，尤其是提供一种经济又安全的用于锚杆安装的方案。
为了实现该目的，本发明提供了一种用于安装压力液膨胀锚杆的装置，这类锚杆具有一管状膨胀部和一配合部；所述装置的远端部具有卡盘装置，用于夹紧配合部并在流体源与入口之间形成密封连接，所述装置基本上在轴向上延伸，其特征在于，所述装置的近端部包括一夹持部，该夹持部适于安装到岩石钻孔机的钻柱接合部件上，以及该装置包括在卡盘装置与夹持部之间轴向设置的弯曲装置，以使卡盘装置与夹持部之间能作有限的枢转运动。
优选地，夹持部适于安装在锚柄接头上。
优选地，弯曲装置包括弹性装置，用于在卡盘装置与夹持部之间实现轴向对准。
优选地，弯曲装置包括第一和第二弯曲部，以使在卡盘装置与夹持部之间能进行相对平行位移。
优选地，每个弯曲部包括一轴向位于两个金属件之间的弹性组件，这两个金属件在轴向延伸的紧固件上相连，紧固件则将金属件彼此相对压紧。
优选地，所述紧固件布置成使金属件能克服弹性组件的弹性阻力彼此相对移动。
优选地，用于卡盘夹紧流体和锚杆膨胀流体的流体输送管道设置在轴向延伸的空腔内，所述空腔径向位于所述装置的周边内。
优选地，所述空腔作为轴向凹槽通过每个金属件和每个弹性组件延伸。
优选地，至少从所述装置的远端部到其对应于钻孔机与最近的钻钢支架之间距离的长度，包括流体管道的所述装置的径向尺寸小于具有固定支承衬套的钻钢支架的自由内部尺寸。
为了实现相应的目的，本发明还提供了一种用于安装压力液膨胀锚杆的方法，这类锚杆具有一管状膨胀部和一配合部，其中，配合部被包括卡盘装置的装置夹紧，并在流体源与入口之间形成密封连接，此后锚杆膨胀，并接着释放，其特征在于，
-在夹紧并与锚杆密封接合之前，所述装置的夹持部安装到岩石钻孔机的钻柱接合部件上，
-将锚杆置于岩石面中的预钻孔的开口处，
-通过驱动钻孔机推进机构将锚杆插入所述孔内，以及
-在卡盘装置与夹持部之间允许有限的枢转运动。
根据所述方法，优选地，夹持部安装在锚柄接头上。
根据所述方法，优选地，在卡盘装置与夹持部之间弹性地实现轴向对准。
根据所述方法，优选地，通过第一和第二弯曲部，允许卡盘装置与夹持部之间进行相对的平行位移。
根据所述方法，优选地，允许通过轴向位于两个金属件之间的弹性组件进行每一弯曲，这两个金属件在轴向延伸的紧固件上相连，紧固件则将金属件彼此相对压紧。
根据所述方法，优选地，所述紧固件使金属件能克服弹性组件的弹性阻力彼此相对移动。
根据所述方法，优选地，用于卡盘夹紧流体和锚杆膨胀流体的流体输送管道设置在轴向延伸的空腔内，所述空腔径向位于装置的周边内。
根据所述方法，优选地，至少从装置的远端部到其对应于钻孔机与最近的钻钢支架之间距离的长度，推进锚杆和装置通过具有固定支承衬套的钻钢支架的自由内部尺寸。
优选地，该装置包括一夹持部，其形状使其得以安装到岩石钻孔机的钻柱接合部件上，从而有可能采用载有岩石钻孔机的岩石钻车，以便使用普通的岩石钻孔机推进装置将锚杆置于孔内。由于提供了安全的安装方法，所以本发明具有很大的优点。操作人员始终处于稳固的岩石下面。可以使用巨大的力将锚杆推入，乃至敲入孔内，所用目大的力采用具有推进装置的岩石钻孔机。
特别是，在具有大量裂隙和裂缝的岩石中，可能存在妨碍成孔的岩块。根据本发明可以克服相应的问题。
在一优选实施例中，形成有夹持部，以便安装在锚柄接头上。在这种情况下，夹持部可为管状，其内径与锚柄接头的外径相当。
通过在卡盘装置与夹持部之间设置弯曲装置，有可能使锚杆相对于钻孔稍微有偏斜。特别是，优选弯曲装置包括弹性装置，力求使卡盘装置与夹持部轴向对准。这样借助于岩石钻孔机定位装置达到更好地控制锚杆。通过设置第一和第二弯曲部，有可能使卡盘装置相对于夹持部自由移动。通过在两个彼此相对受压的金属件之间设置一弹性组件，可以获得弹性装置所需的预张力。
通过在装置的周边内轴向延伸的空腔内设置用于夹紧流体和膨胀流体的流体输送管道，可将径向尺寸减至最小，并可省去或至少减少管道的器具。特别是，优选这些空腔作为轴向凹槽通过每个金属件以及每个弹性组件延伸。
根据本发明的非常重要的方面，包括流体管道的装置的径向尺寸小于具有固定支承衬套的钻钢支架的自由内部尺寸，至少是从其远端部到对应于钻孔机处于推进位置时该钻孔机与最近的钻钢支架之间的距离的位置来看装置的一部分尺寸。这意味着，当具有已装好的安装装置和夹紧的膨胀锚杆的岩石钻孔机已处于其最朝前的位置时，沿全长一部分的装置可通过这种钻钢支架内部。这样，该装置可供普通的钻钢支架使用，而不必将其取下或换成可开型的。该装置仅能用于普通的岩石钻车中，而无需对这些部件作任何改动。只需在与岩石钻孔机上的锚固装置相配合的装置上设置一防转动装置便可。
根据本发明的方法会获得相应的优点。
附图说明
现参照附图将对本发明进行更为详细的描述，其中：
图1概略示出供本发明装置使用的岩石钻车；
图2示出连接到岩石钻孔机上的本发明的装置；
图3示出本发明的装置的卡盘装置的轴向断面图；
图4示出本发明的装置的弯曲装置的透视图；
图5示出从钻孔机上拆下的本发明的装置；以及
图6示出本发明全部方法的方框图。
具体实施方式
图1中概略示出岩石钻机1，其在提升臂和转动体R上方载有用于钻孔机3的推进梁2。钻孔机3装有用于安装压力液膨胀锚杆4的装置5，特别是，它被安装到岩石钻孔机3的钻柱接合部件上。
推进梁2在其外端区域上载有一固定的钻钢支架8，并通常，还载有一位于钻孔机3与支架8之间的活动钻钢支架9。两个钻钢支架均设有不可打开的导套。10表示面板，该面板位于锚杆4的外端，并通常用于在锚杆4适当装入锚杆孔7中时支承岩石面6的区域。
在图2中更详细地示出用于安装锚杆5的装置，其远端区具有一卡盘装置12，而其近端部具有一夹持部11。在中间设有弯曲装置13，使能在卡盘装置12与夹持部11之间作有限的运动-斜向的以及平行的。
图3中示出的卡盘装置12包括一外壳，该外壳包括封入一活塞16的圆筒装置，该活塞16通过密封件17被密封靠在外壳上，并且该活塞可被驱动，使得一旦加压，活塞16便移动到图3所示的右侧，随后两个密封夹环14轴向被压缩，致使它们径向膨胀，从而紧夹住锚杆(未示出)的配合部，该配合部具有径向的导流入口。
在密封夹紧装置14之间设有带孔/穿孔的定距环15，该环设置成使其位置将与锚杆配合部上的入口位置相匹配。锚杆膨胀通道用18表示，并在推动密封夹环之后，将在通道18上的膨胀流体源(未示出)，定距环15上的孔与锚杆的管状膨胀部之间形成一密封通道。
在适当地完成膨胀之后，通过释放来自外壳圆筒与活塞16之间形成的腔室的压力使卡盘装置与锚杆的配合部分离。于是，密封夹环14将弯回图3所示的位置，因此，卡盘装置12可从锚杆上取下。
图4更详细地示出弯曲装置13，具体来说包括第一弯曲部19和第二弯曲部20，它们分别具有第一弹性组件21和第二弹性组件22。这些弹性组件由橡胶或橡胶状圆盘构成，这些圆盘设置成使在每个弹性组件21和22的每一部分上分别在金属件23、23′与24、24′之间能作一定限度的运动。金属件23、23′和24、24′在轴向延伸的紧固件25上互相连接，这些紧固件25分布在弯曲装置的周边上，致使每个弹性组件预受力到一定的程度。
26表示轴向延伸的凹槽，该凹槽穿过每个弹性组件以及每个金属件，使能穿过用于卡盘致动和弯曲装置周边内锚杆膨胀流体的软管管道。
在这方面，再参见图3，其中，示出的通道18具有轴向引导口18′。卡盘致动流体管道(未示出)设有相应的装置。这些措施有助于使装置的总径向尺寸最小，从而使装置能通过钻钢支架。
在图5中示出装置5从钻孔机3上拆下，具体是从锚柄接头27上拆下。应当注意的是，所示出的夹持部11为管形/筒状，以便在轴向相对于钻孔机3移动时，适当地安装到锚柄接头27上。此外，在钻孔机3上设有一将要固定到钻孔机上的附件29。在夹持部上延伸有一双紧固支臂31，该支臂31能容纳紧固支臂31的两个独立部件之间的一部分附件29，以防装置5转动。28为卡盘致动和锚杆膨胀流体联接器。
32表示包括一锁紧销(未示出)的机构，该锁紧销用于嵌入附件29的椭圆形孔30内，通过椭圆形的孔30，使装置5能相对于钻孔机3作一定程度的轴向运动，从而有可能使用钻孔机3的冲击机构帮助锚杆定位于预钻的孔中，以克服所述孔中可能存在的阻塞物。
在图6中，简要示出从开始操作顺序的方法。
-从位置33开始。
-在位置34，将本发明的装置的夹持部安装到钻孔机上。该项工作是在图1中所示钻车上完成的，通过旋转推进梁，使得操作人员从操作平台上能够操作钻孔机的正面。
-位置35表示将锚杆插入卡盘装置内并将面板置于锚杆上。
-位置36表示致动卡盘装置，以便夹紧并密封住锚杆的配合部。
-位置37表示将锚杆置于锚杆孔处。
-位置38表示利用钻孔机推进将锚杆推入孔内。
-在位置39，锚杆通过加压而膨胀。
-在位置40，松开卡盘装置并将其从锚杆上退下。
-位置41为程序结束。
-继续从位置35开始。
本发明可以在其范围内进行修改。具体来说，卡盘装置可以为其它形状，以便配合膨胀锚杆其它形状的配合部。弯曲装置优选包括上面所示和描述的弹性装置，但也要在本发明的范围内，只要配置使在两个部分之间能作一定限度运动。在这方面，可提及的是，最好在安装锚杆和驱动推进的时候，当受阻弯曲一定长度后，在弯曲装置的各部分之间存在金属接触，这样使更大的推进力能传递到锚杆上，以便克服钻孔中的阻塞物。
此外，还要不超过本发明范围的是，钻车本身要灵活，通过微调钻车推进梁的控制装置可满足一定程度的对准要求。
即使所示和描述的解决方案是优选的，但夹持部也可布置成其它形式。另外，还可设想一种解决方案，其中，采用同一流体管道来致动卡盘装置以及膨胀锚杆，例如通过使阀门装置在增加一定压力级时释放达到。
Claims (18)
1.一种用于安装压力液膨胀锚杆(4)的装置(5)，这类锚杆具有一管状膨胀部和一配合部；所述装置的远端部具有卡盘装置(12)，用于夹紧配合部并在流体源与入口之间形成密封连接，所述装置基本上在轴向上延伸，其特征在于，
-所述装置的近端部包括一夹持部(11)，该夹持部(11)适于安装到岩石钻孔机(3)的钻柱接合部件(27)上，以及
该装置包括在卡盘装置与夹持部之间轴向设置的弯曲装置(13)，以使卡盘装置与夹持部之间能作有限的枢转运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，夹持部(11)适于安装在锚柄接头(27)上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，弯曲装置包括弹性装置，用于在卡盘装置与夹持部之间实现轴向对准。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，弯曲装置包括第一和第二弯曲部(19、20)，以使在卡盘装置与夹持部之间能进行相对平行位移。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每个弯曲部包括一轴向位于两个金属件之间的弹性组件(21、22)，这两个金属件在轴向延伸的紧固件上相连，紧固件则将金属件彼此相对压紧。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述紧固件(25)布置成使金属件能克服弹性组件的弹性阻力彼此相对移动。
7.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，用于卡盘夹紧流体和锚杆膨胀流体的流体输送管道设置在轴向延伸的空腔内，所述空腔径向位于所述装置的周边内。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述空腔作为轴向凹槽(26)通过每个金属件和每个弹性组件延伸。
9.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，至少从所述装置的远端部到所述装置的一段长度，包括流体管道的所述装置的径向尺寸小于具有固定支承衬套的钻钢支架的自由内部尺寸，其中所述长度对应于钻孔机与最近的钻钢支架之间的距离。
10.一种用于安装压力液膨胀锚杆(4)的方法，这类锚杆具有一管状膨胀部和一配合部，其中，配合部被包括卡盘装置的装置夹紧，并在流体源与入口之间形成密封连接，此后锚杆膨胀，并接着释放，其特征在于，
-在夹紧并与锚杆密封接合之前，所述装置的夹持部(11)安装到岩石钻孔机(3)的钻柱接合部件上，
-将锚杆(4)置于岩石面中的预钻孔的开口处，
-通过驱动钻孔机推进机构将锚杆插入所述孔内，以及
-在卡盘装置与夹持部之间允许有限的枢转运动。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，夹持部安装在锚柄接头上。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在卡盘装置与夹持部之间弹性地实现轴向对准。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过第一和第二弯曲部，允许卡盘装置与夹持部之间进行相对的平行位移。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，允许通过轴向位于两个金属件之间的弹性组件进行每一弯曲，这两个金属件在轴向延伸的紧固件上相连，紧固件则将金属件彼此相对压紧。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述紧固件使金属件能克服弹性组件的弹性阻力彼此相对移动。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的方法，其特征在于，用于卡盘夹紧流体和锚杆膨胀流体的流体输送管道设置在轴向延伸的空腔内，所述空腔径向位于装置的周边内。
17.根据权利要求10-15中任一项所述的方法，其特征在于，至少从装置的远端部到所述装置的一段长度，推进锚杆和装置通过具有固定支承衬套的钻钢支架的自由内部尺寸，其中所述长度对应于钻孔机与最近的钻钢支架之间距离。
18.一种锚杆安装和岩石钻车，其包括权利要求1-9中任一所述的装置。
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