CN101858225B - 恒阻大变形锚杆 - Google Patents

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Abstract

一种恒阻大变形锚杆，包括杆体、托盘和螺母，其中，还包括恒阻装置，所述恒阻装置呈筒状结构，并且所述恒阻装置内表面和所述杆体的外表面均为螺纹结构，所述恒阻装置套装于所述杆体的尾部，所述托盘和螺母依次套装在所述恒阻装置的尾部，所述螺母和所述恒阻装置通过螺纹连接。本发明可以在巷道围岩发生大变形时自动拉伸，并保持恒定的工作阻力，因此本发明能够在围岩大变形条件下仍然具有很好的支护作用以保证巷道的稳定。

Description

恒阻大变形锚杆
技术领域
本发明涉及一种巷道或隧道用支护设备，尤其涉及一种锚杆。
背景技术
在煤矿巷道支护中，锚杆是应用最广、用量最多的支护设备。随着开采深度的不断加深，巷道围岩常常表现出大变形的特点，具体表现为软岩大变形、岩爆大变形、冲击大变形、瓦斯突出大变形。但是现有的锚杆延伸率低，不能适应巷道围岩大变形的特点。当围岩出现较大变形时，由于变形初期能量较大，巷道围岩的变形能超出锚杆所能承受的范围，将导致锚杆等支护设备失效，进而造成巷道冒顶、塌方等事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种恒阻大变形锚杆，以解决现有锚杆存在的延伸率低、不能满足巷道围岩大变形需要的问题。
为了实现上述目的，本发明提供的恒阻大变形锚杆包括杆体、托盘和螺母，其中，还包括恒阻装置，所述恒阻装置呈筒状结构，并且所述恒阻装置内表面和所述杆体的外表面均为螺纹结构，所述恒阻装置套装于所述杆体的尾部，所述托盘和螺母依次套装在所述恒阻装置的尾部，所述螺母和所述恒阻装置通过螺纹连接，当所述恒阻大变形锚杆受到的外部轴向拉力大于所述恒阻装置和杆体之间的静止摩擦力时，所述杆体和恒阻装置之间发生相对位移，所述恒阻装置发生表现为径向膨胀的微小弹性变形以利于发生该相对位移，在发生该相对位移的过程中，所述恒阻装置和杆体之间仍保持恒定的工作阻力，当所述外部轴向拉力减小至恒阻装置和杆体之间的摩擦力时，所述杆体和恒阻装置不再发生相对位移而处于静止状态，所述恒阻装置从微小的弹性变形恢复至原状态并再次紧紧的套装在所述杆体上。
通过恒阻装置的应用，本发明可以在巷道围岩发生大变形时自动延伸，并保持恒定的工作阻力，因此本发明能够通过恒阻大变形吸收围岩能量，以在围岩大变形条件下仍然具有很好的支护作用以保证巷道的稳定。
附图说明
图1为本发明优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，该恒阻大变形锚杆优选实施例包括螺母2、托盘3、恒阻装置4、杆体6。恒阻装置4呈筒状结构，套装于杆体6的尾部，托盘3和螺母2依次套装在恒阻装置4的尾部，其中托盘3的中间部分设有一孔31以供恒阻装置4穿过，螺母2螺纹连接于恒阻装置4，恒阻装置4的优选长度为990mm-1010mm。
为了实现本优选实施例通过拉伸其长度而适应围岩大变形并保持恒定的工作阻力，恒阻装置4内表面和杆体6的外表面均为螺纹结构。如图1所示，恒阻装置4的外表面设有螺纹结构41以与螺母2连接，其内表面设有螺纹结构42以与杆体6配合产生固定的工作阻力。静态时，恒阻装置4紧紧的套装在杆体6上，当本优选实施例受到的轴向拉力小于恒阻装置4和杆体6之间的静止摩擦力时，恒阻装置4和杆体处于相对静止状态；当本优选实施例受到的轴向拉力大于恒阻装置4和杆体6之间的静止摩擦力时，杆体6和恒阻装置4之间将发生相对位移，同时恒阻装置4发生表现为径向膨胀的微小弹性形变以利于发生该相对位移，在发生该相对位移的过程中，恒阻装置4和杆体6之间仍保持恒定的工作阻力，当外部轴向拉力减小至恒阻装置4和杆体6之间的摩擦力时，二者将不再发生相对位移而处于静止状态，恒阻装置4从微小的弹性形变恢复至原状态并再次紧紧的套装在杆体6上。
为了增加部件强度，恒阻装置4由金属材料制成，托盘3为金属蝶形托盘。杆体6的头部呈楔形(图中未标记)，该楔形头部为搅拌头，用于搅拌锚固剂，并且该楔形头部的长度优选为35mm-45mm。
在某些地质条件下，需要在巷道围岩上安装较长的锚杆，但是巷道空间一般都比较狭小，难以采用较长的恒阻装置。为了解决该问题，本优选实施例的恒阻装置4头部还连接一连接套5，当需要较长的恒阻装置时，可以通过连接套5将两恒阻装置连接在一起以解决前述问题，连接筒状结构的金属材质的恒阻装置4的连接套5具有多种实现结构，也即能够将两筒状结构的恒阻装置4固接在一起即可。
井下巷道多为潮湿环境，为了防止水分进入恒阻装置4而导致恒阻装置4和杆体6的连接面发生锈蚀，恒阻装置4的尾部端口还设有一封盖1以使恒阻装置4的中空腔体处于密封状态。
在将本优选实施例应用于巷道中时，巷道围岩出现大变形初期的能量较大，巷道围岩的变形能超出锚杆所能承受的范围，恒阻装置4和杆体6产生相对位移，也即本优选实施例随着围岩大变形而发生表现为径向拉伸的大变形。围岩发生大变形之后，其能量得到释放，围岩的变形能小于本优选实施例的恒定工作阻力，恒阻装置恢复原状并紧紧的套装在杆体上时，巷道将再次处于稳定状态。
综上所述，通过其结合面上设置有螺纹结构的恒阻装置和杆体，本发明在大变形时仍然具有恒定的工作阻力。在本发明作为支护设备的巷道中，当巷道围岩发生一定变形时，本发明也随之拉伸，围岩中的变形能得到释放，而本发明在拉伸之后仍然能够保持恒定的工作阻力，实现了巷道的稳定，消除了冒顶、塌方等安全隐患。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种恒阻大变形锚杆，包括杆体、托盘和螺母，其特征在于，还包括恒阻装置，所述恒阻装置呈筒状结构，并且所述恒阻装置内表面和所述杆体的外表面均为螺纹结构，所述恒阻装置套装于所述杆体的尾部，所述托盘和螺母依次套装在所述恒阻装置的尾部，所述螺母和所述恒阻装置通过螺纹连接；
当所述恒阻大变形锚杆受到的外部轴向拉力大于所述恒阻装置和杆体之间的静止摩擦力时，所述杆体和恒阻装置之间发生相对位移，所述恒阻装置发生表现为径向膨胀的微小弹性变形以利于发生该相对位移，在发生该相对位移的过程中，所述恒阻装置和杆体之间仍保持恒定的工作阻力，当所述外部轴向拉力减小至恒阻装置和杆体之间的摩擦力时，所述杆体和恒阻装置不再发生相对位移而处于静止状态，所述恒阻装置从微小的弹性变形恢复至原状态并再次紧紧的套装在所述杆体上。
2.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚杆，其特征在于，所述恒阻装置由金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚杆，其特征在于，所述恒阻装置头部还连接一连接套。
4.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚杆，其特征在于，所述托盘为金属蝶形托盘。
5.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚杆，其特征在于，所述恒阻装置的尾部端口还设有一封盖以防止水分进入所述恒阻装置的中空腔体。
6.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚杆，其特征在于，所述杆体的头部呈楔形。
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