CN103470288A - 爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，它涉及一种锚杆。它包括锚固杆、连接杆和紧固杆，连接杆两端分别连接有锚固杆和紧固杆，紧固杆末端螺纹上设置有垫块和螺母；所述的锚固杆为装药爆炸锚固端的杆件；所述的锚固杆的装药端切割有四条缝，即带缝的四片，所述的连接杆两端分别设置有内套丝和外套丝，螺纹长度为100～300mm；所述的紧固杆一端设置有内螺纹，内螺纹和连接杆的外套丝连接；另一端设置有外螺纹，外螺纹和张紧中螺母连接。本发明结构简单，杆体连接强度高，支护范围广。

Description

爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆

技术领域

本发明涉及的是一种锚杆，具体涉及一种爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆。

背景技术

煤矿岩巷支护围岩经常遇到两类岩石，一类为硬岩，一类为软岩。随着开深度的不断延伸，硬岩巷道容易发生“岩爆”，软岩巷道容易造成巷道变形，支护难度极大。通常的锚杆支护，由于受到巷道宽度的限制，支护范围较小，通常仅仅为2.0m左右，难以有效支护。

采用岩石巷道两帮深孔爆破可以有效将巷道两侧顶部压力向岩巷深部转移，可以降低硬岩巷道的“岩爆”几率和减缓软岩巷道的变形，但后期围岩支护问题仍无有效方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，包括锚固杆、连接杆和紧固杆，连接杆两端分别连接有锚固杆和紧固杆，紧固杆末端螺纹上设置有垫块和螺母。

根据上述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其中，所述的锚固杆为装药爆炸锚固端的杆件，长度为3000mm，直径为50mm，壁厚5mm；锚固杆装药爆炸部分杆件外侧为带齿形状，长度为800～1000mm，；另一端设置有外螺纹。

根据上述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其中，所述的锚固杆的装药端切割有四条缝，即带缝的四片。所述的连接杆两端分别设置有内套丝和外套丝，螺纹长度为100～300mm。

根据上述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其中，所述的紧固杆一端设置有内螺纹，内螺纹和连接杆的外套丝连接；另一端设置有外螺纹，外螺纹和张紧中螺母连接。所述的垫块为方形垫块。

本发明的锚固作用原理：利用在提前纵向预裂为四片的锚固杆端部内装药实施爆破，利用炸药能量将锚固杆端部形成爆炸空腔；之后灌注具有一定强度的膨胀性材料使锚固杆端部外侧啮齿与围岩密切咬合，增加摩擦阻力，防止锚固杆端部在施加紧固力时收缩变形；锚固杆与利用螺纹啮合成一体的分体式连接杆形成完整锚杆体，最后在巷道工作面通过锚杆紧固杆末端螺纹，依次装配垫片与螺母实施紧固；达到对任意长度的巷道顶部、两帮实现加固围岩，提高围岩稳定性。

本发明结构简单，杆体连接强度高，支护范围广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为锚固杆装药示意图；

图3为装药后孔中锚杆状态示意图；

图4为爆炸后孔中锚杆及空腔状态示意图；

图5为锚杆安装最终状态示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-5，本具体实施方式采用以下技术方案：爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，包括锚固杆1、连接杆2和紧固杆3，连接杆2两端分别连接有锚固杆1和紧固杆3，紧固杆3末端螺纹上设置有垫块和螺母。

值得注意的是，所述的锚固杆1为装药爆炸锚固端的杆件，长度为3000mm，直径为50mm，壁厚5mm；锚固杆1装药爆炸部分杆件外侧为带齿形状，长度为800～1000mm，；另一端设置有外螺纹。

值得注意的是，所述的锚固杆1的装药端切割有四条缝，即带缝的四片。

值得注意的是，所述的连接杆2两端分别设置有内套丝和外套丝，螺纹长度为100～300mm。

此外，所述的紧固杆3一端设置有内螺纹，内螺纹和连接杆2的外套丝连接；另一端设置有外螺纹，外螺纹和张紧中螺母连接。

本具体实施方式考虑到巷道尺寸对锚杆长度的限制，本爆炸胀填加长锚杆采用分段连接形式，分锚固杆、连接杆、紧固杆三部分。锚固杆1是设计有装药爆炸锚固端的杆件，一般布置在锚杆孔内部，也可称其内杆，根据巷道断面一般尺寸和钻眼施工机械规格，考虑到后续注浆方便，设计其长度为3000mm，直径为50mm，壁厚5mm。

在装药爆炸部分杆件外侧加工成带齿形状，长度为800～1000mm，以便增加爆炸扩张后杆件和围岩的摩擦系数，同时，为了防止在爆炸过程中将杆体整体炸断，将装药端加工成带缝的四片，即将杆体事先切割出四条缝来。这样既可保护杆体不被炸断，也可消除炸裂杆体时的炸药能量消耗，保证爆炸空腔形成质量。在杆件的另一端设置成外螺纹，以和连接杆对接。

本具体实施方式的连接杆2一个比较常见的一端套内螺纹，一端套外螺纹的杆件，尺寸规格为：长3000mm，直径50mm，壁厚5mm。

为了保证后其张拉强度满足实际要求，套丝长度为100～300mm，此外，在施工过程中，可以在丝扣连接部位涂以粘合剂，以增加其在围岩张拉过程中的连接强度。

本具体实施方式的紧固杆3是一端设计有可固定张紧配置的杆件，多位于巷道壁处，也可称之外杆。根据实际钻孔深度和安装锚固杆及连接杆后的剩余孔深确定，在车间加工生产三种规格，长度分别为500mm、1000mm、2000mm。一端设计内螺纹，和连接杆连接用；另一端设计外螺纹，和张紧中螺母连接用，其套丝长度为100～300mm。

本具体实施方式的垫块采用厚20mm的钢板加工成大小为200×200mm的方块，内留直径52mm的圆孔，以方便套在外杆上；由于锚杆杆件直径为50mm，因此该螺母要专门制作，需要和外杆很好的螺纹连接。

本具体实施方式的工作原理：本爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆是利用在提前纵向预裂为四片的锚固段端头内部装药爆炸，利用炸药能量形成爆炸空腔，之后灌注具有一定强度的膨胀性材料使锚固段与围岩体密切结合，锚固段与利用螺纹啮合成一体的分体式连接杆形成完整锚杆体，最后在巷道工作面通过锚杆紧固杆末端螺纹，依次装配垫片与螺母实施紧固，达到任意长度的可加固围岩，提高围岩稳定性的新型锚杆。

本具体实施方式的使用与安装主要有三个阶段来实现：第一阶段是锚固杆端部炸药装填、锚杆连接杆顺序连接和起爆阶段；第二阶段为膨胀性材料装填阶段；第三阶段为锚固杆紧固阶段。

第一阶段：首先在锚固杆端部完成炸药装填，并用黄土炮泥堵塞，将雷管脚线引出，之后用裸脚线连接，长度符合锚固孔要求即可。如图2所示。

连接杆顺序按照螺纹连接，根据锚固长度及需要的连接杆数目依次连接送至钻孔中，直至最后与紧固杆连接至孔口，然后按照爆破作业规程实施爆破。装药后孔中锚杆状态如图3。

炸药爆炸后，在围岩钻孔底部锚固杆端部形成近似梨形的爆炸空腔，爆炸后孔中锚杆机空腔示意如图4。

第二阶段：首先采用煤矿煤电钻将锚固杆中黄土炮泥清理，之后将膨胀性材料，使用风管或柔性软管送至锚固杆端部梨形空腔内，膨胀性材料膨胀将锚固杆端部外侧啮合齿与围岩紧密结合。

第三阶段：依次套上垫片和螺母，旋转螺母给锚杆施加紧固力，完成锚杆安装。安装好的锚杆最终状态示意图如图5。

本具体实施方式结构简单，杆体连接强度高，支护范围广。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其特征在于，包括锚固杆(1)、连接杆(2)和紧固杆(3)，连接杆(2)两端分别连接有锚固杆(1)和紧固杆(3)，紧固杆(3)末端螺纹上设置有垫块和螺母。

2.根据权利要求1所述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其特征在于，所述的锚固杆(1)为装药爆炸锚固端的杆件，长度为3000mm，直径为50mm，壁厚5mm；锚固杆(1)装药爆炸部分杆件外侧为带齿形状，长度为800～1000mm，；另一端设置有外螺纹。

3.根据权利要求1所述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其特征在于，所述的锚固杆(1)的装药端切割有四条缝，即带缝的四片。

4.根据权利要求1所述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其特征在于，所述的连接杆(2)两端分别设置有内套丝和外套丝，螺纹长度为100～300mm。

5.根据权利要求1所述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其特征在于，所述的紧固杆(3)一端设置有内螺纹，内螺纹和连接杆(2)的外套丝连接；另一端设置有外螺纹，外螺纹和张紧中螺母连接。

6.根据权利要求1所述的爆炸扩腔内充填锚固分体可调式锚杆，其特征在于，所述的垫块为方形垫块。

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