CN103603685B - 可伸式变阻吸能锚杆 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿、隧道工程、水利工程等地下工程的支护设备，特别涉及一种可伸式变阻吸能锚杆，包括锚杆体（7）、锁紧螺母（1），在锚杆体（7）的下端设有锚杆体楔形台（7‑1），吸能管一（2）和吸能管二（6）通过焊接点（4）连接成一体，吸能管一（2）的下端制成吸能管一喇叭口（2‑1）的形状，在吸能管一（2）和吸能管二（6）的外围留有间隙套装锚杆套（5），锚杆套（5）下端坐落在吸能管一喇叭口（2‑1）外沿体上，在锚杆套（5）的下方外围套装碟形托盘（3），锚杆套（5）、吸能管二（6）通过吸能管一（2）下端的吸能管一喇叭口（2‑1）整体活动地套装在锚杆体（7）外围并使吸能管一喇叭口（2‑1）坐落在锚杆体楔形台（7‑1）上，锚杆的结构简单，制造成本低，在大量使用的工程中可降低工程的成本。

Description

可伸式变阻吸能锚杆

技术领域

本发明属于煤矿、隧道工程、水利工程等地下工程的支护设备，特别涉及一种可伸式变阻吸能锚杆。

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，巷道处于高地压环境下会呈现显著的大变形特点，具体表现为软岩大变形、岩爆大变形、瓦斯突出大变形。但现有锚杆延伸率低，不能适应巷道围岩大变形的特点，特别是具有冲击危险的煤层巷道，冲击地压发生瞬间释放出大量的弹性能，围岩出现较大变形，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，将导致锚杆支护设备失效，进而造成巷道冒顶、塌方等事故。

针对锚杆延伸率低的情况，专利号为201120066745.X的中国专利中公开一种摩擦套筒式大变形锚杆，但存在变形过程中锚杆跳跃式受力且摩擦套筒加工复杂等问题，专利号为201010196197.2的中国专利中公开了一种恒阻大变形锚杆，其恒阻装置内表面和杆体的外表面为螺纹连接，锚杆发生变形时恒阻装置表现为径向膨胀，但存在螺纹连接处很难发生径向膨胀，还存在恒阻装置直接被围岩压住，恒阻装置很难发生径向膨胀。总之，现有的传统锚杆延伸率低，不能满足大变形围岩的要求，现有的大变形锚杆效果不甚理想，不利于在实际工程中的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种可提高锚杆延伸率，满足巷道围岩变形量大，结构简单，安全可靠的可伸式变阻吸能锚杆。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：可伸式变阻吸能锚杆包括锚杆体、锁紧螺母，其特点是在锚杆体的下端设有锚杆体楔形台，吸能管一和吸能管二通过焊接点连接成一体，吸能管一的下端制成吸能管一喇叭口的形状，在吸能管一和吸能管二的外围留有间隙套装锚杆套，吸能管二的顶端通过螺纹与锚杆套固定一起，锚杆套下端坐落在吸能管一喇叭口外沿体上，在锚杆套的下方外围套装碟形托盘，在碟形托盘的下面用锁紧螺母与锚杆套螺纹连接固定，锚杆套、吸能管二通过吸能管一下端的吸能管一喇叭口整体活动地套装在锚杆体外围并使吸能管一喇叭口坐落在锚杆体楔形台上。

本发明的有益效果是：通过可伸式变阻吸能锚杆的应用，一方面可在巷道围 岩发生大变形时保持一定或恒定的工作阻力自动延伸，另一方面在自动延伸过程中可以通过吸能管变形吸收围岩能量，以保证在围 岩大变形条件下锚杆仍然具有良好的支护作用，以保证巷道的稳定。锚杆的结构简单，制造成本低，在大量使用的工程中可降低工程的成本。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是可伸式变阻吸能锚杆结构图。

图中，1-锁紧螺母；2-吸能管一；2-1-吸能管一喇叭口；3-碟形托盘；4-焊接点；5-锚杆套；6-吸能管二；7-锚杆体；7-1-锚杆体楔形台。

具体实施方式

实施例，参照附图1，可伸式变阻吸能锚杆是在锚杆体7的下端设有锚杆体楔形台7-1，吸能管一2和吸能管二6通过焊接点4连接成一体，吸能管一2和吸能管二6的材质可以是不同的材质制成，吸能管一2的下端制成吸能管一喇叭口2-1的形状，在吸能管一2和吸能管二6的外围留有间隙套装锚杆套5，吸能管二6的顶端通过螺纹与锚杆套5固定一起。锚杆套5的下端坐落在吸能管一喇叭口2-1外沿体上。在锚杆套5下方外围套装碟形托盘3，在碟形托盘3的下面用锁紧螺母1与锚杆套5螺纹连接固定。锚杆套5、吸能管二6通过吸能管一2下端的吸能管一喇叭口2-1，整体活动地套装在锚杆体7的外围，并使吸能管二喇叭口2-1坐落在锚杆体楔形台7-1上。

可伸式变阻吸能锚杆的工作原理是：为了实现锚杆拉伸过程中保持一定的工作阻力与适应围 岩大变形。当受到的轴向拉力小于吸能管扩径力时，锚杆体7与锚杆套5及吸能管处于相对静止状态。当受到的轴向拉力大于吸能管一2扩径力而小于吸能管二6扩径力时，锚杆体7与锚杆套5发生相对应位移，在相对位移时锚杆7保持恒定的工作阻力，且吸能管一2表现为径向扩张，吸能管一2径向扩张到吸能管二6时，锚杆体7与锚杆套5及吸能管处于相对静止状态，当受到的轴向拉力大于吸能管二6扩径力时，锚杆体7与锚杆套5继续发生相对位移，在相对位移时锚杆体7保持恒定的工作阻力，且吸能管二6表现为径向扩张，吸能管二6径向扩张到锚杆套5端部时，锚杆体7与锚杆套5及吸能管处于相对静止状态。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体7所能承受的范围，锚杆体7与锚杆套5发生相对位移，围岩发生大变形之后，其能量一部分被吸能管吸收，一部分得到释放，围岩的变形能小于锚杆工作阻力后，锚杆体7与锚杆套5相对静止，巷道再次处于稳定状态。

Claims (1)

1.一种可伸式变阻吸能锚杆，包括锚杆体（7）、锁紧螺母（1），其特征在于在锚杆体（7）的下端设有锚杆体楔形台（7-1），吸能管一（2）和吸能管二（6）通过焊接点（4）连接成一体，吸能管一（2）的下端制成吸能管一喇叭口（2-1）的形状，在吸能管一（2）和吸能管二（6）的外围留有间隙套装锚杆套（5），吸能管二（6）的顶端通过螺纹与锚杆套（5）固定一起，锚杆套（5）下端坐落在吸能管一喇叭口（2-1）外沿体上，在锚杆套（5）的下方外围套装碟形托盘（3），在碟形托盘（3）的下面用锁紧螺母（1）与锚杆套（5）螺纹连接固定，锚杆套（5）、吸能管二（6）通过吸能管一（2）下端的吸能管一喇叭口（2-1）整体活动地套装在锚杆体（7）外围并使吸能管一喇叭口（2-1）坐落在锚杆体楔形台（7-1）上，当受到的轴向拉力小于吸能管扩径力时，锚杆体（7）与锚杆套（5）及吸能管处于相对静止状态，当受到的轴向拉力大于吸能管一（2）扩径力而小于吸能管二（6）扩径力时，锚杆体（7）与锚杆套（5）发生相对应位移，在相对位移时锚杆（7）保持恒定的工作阻力，且吸能管一（2）表现为径向扩张，吸能管一（2）径向扩张到吸能管二（6）时，锚杆体（7）与锚杆套（5）及吸能管处于相对静止状态，当受到的轴向拉力大于吸能管二（6）扩径力时，锚杆体（7）与锚杆套（5）继续发生相对位移，在相对位移时锚杆体（7）保持恒定的工作阻力，且吸能管二（6）表现为径向扩张，吸能管二（6）径向扩张到锚杆套（5）端部时，锚杆体（7）与锚杆套（5）及吸能管处于相对静止状态。