CN104018861B - 一种预应力箱体式托板 - Google Patents

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一种预应力箱体式托板用于煤矿巷道支护。通过托板弹性变形提高锚杆预紧力，并有效控制锚杆预紧力的衰减的箱体式中空托板。箱体式中空托板由一段带拱形的槽钢和平钢板焊接形成空心箱体，并在托板中心钻成锚杆孔。巷道开挖后，用锚杆钻机在巷道顶板、两帮打锚杆眼，然后用锚杆将树脂药卷送入锚杆孔底部搅拌，树脂药卷将锚杆和围岩粘结在一起，然后在锚杆外露段按上箱体式中空托板、垫圈，拧紧螺母，由于锚杆被拉伸，在恢复形变过程中对围岩产生预紧力，并且由于中空的托板会发生较大的弹性变形，不但增加锚杆的预紧力，而且能在一定程度上控制锚杆由于时间效应产生的预应力衰减。

Description

一种预应力箱体式托板
技术领域
本发明用于煤矿巷道支护。煤矿开采前需要进行开挖巷道，巷道开挖后为了保障巷道围岩的稳定，需要采取一定的措施对巷道进行支护。目前巷道主要支护形式有被动支护和主动支护，被动支护主要以两个棚腿一个顶梁为主的棚式支架，主动支护主要以预应力锚杆锚索为主要形式。
以预应力锚杆锚索支护为主的支护结构能够在巷道围岩变形之前对围岩施加主动的支护力，能提高围岩的自撑能力，是巷道支护的主要发展方向，美国、澳大利亚等国家的煤矿锚杆支护使用率接近百分之百，我国煤矿巷道支护的主流和发展方向也是锚杆支护。
背景技术
目前预应力锚杆结构主要包括：高强度全螺纹杆体、树脂锚固剂、球形垫圈、螺母、托板等。巷道开挖后，用锚杆钻机在巷道顶板、两帮打锚杆眼，然后用锚杆将树脂药卷送入锚杆孔底部搅拌，树脂药卷将锚杆和围岩粘结在一起，然后在锚杆外露段按上托板、垫圈，拧紧螺母，由于锚杆被拉伸，在恢复形变过程中对围岩产生预紧力。
锚索支护的作用原理与锚杆类似，结构包括：钢绞线、树脂锚固剂、球形垫圈、托板、锁具等。
锚杆锚索托板的作用一方面通过螺母(锁具)施加压力，压紧托板给锚杆(锚索)提供预紧力，并使预紧力扩散，扩大锚杆(锚索)作用范围，二是围岩变形后载荷作用于托板，通过托板将载荷传递到锚杆杆体(锚索)，增大锚杆(锚索)工作阻力。
常用托板结构有平板、拱形和其他形状。常用的锚杆(锚索)结构中，托板本身弹性变形有限，对围岩产生的预紧力是也是有限的。另外常规锚杆、锚索支护一段时间回出现预紧力下降的现象，在巷道维护过程中需要重新多次预紧。
发明内容
本发明主要针对以上问题，研制一种通过托板弹性变形提高锚杆预紧力，并有效控制锚杆预紧力的衰减的箱体式中空托板。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
附图标记说明：1为锚杆，2为空心箱体式预应力托板，3为垫圈，4为螺母。
具体结构：箱体式中空托板由一段带拱形的槽钢和平钢板焊接形成空心箱体式预应力托板2，空心箱体式预应力托板受压时能产生较大的弹性变形，能增加锚杆1与空心箱体式预应力托板2整体结构对围岩的预应力。
空心箱体式预应力托板正面为安装垫片螺母4端，为槽钢冲压形成的拱形，投影为正方形断面，中心为锚杆孔，背面与围岩接触，做成平面，中心为锚杆孔。空心箱体式预应力托板四个侧面中，两个侧面为槽钢两侧的钢板，另两个侧面中空。
空心箱体式预应力托板长宽可做成120×120mm、150×150mm、180×180mm，净高5mm、8mm、10mm、壁厚8mm，10mm，12mm等不同规格的组合，中心的锚杆孔与锚杆锚索孔相匹配。
空心箱体式预应力托板的生产过程简述：将高强度槽钢截割成长度等于宽度的槽钢段，对槽钢进行冲压形成拱形突起结构，将与槽钢型号相同的钢板截割成正方形刚片，与带有拱形突起的槽钢段焊接形成一侧中空的箱体式结构，并在托板中心钻成锚杆孔，具体见图1。
采用箱体式中空托板进行巷道支护过程与锚杆支护施工相同，巷道开挖后，用锚杆钻机在巷道顶板、两帮打锚杆眼，然后用锚杆1将树脂药卷送入锚杆孔底部搅拌，树脂药卷将锚杆和围岩粘结在一起，然后在锚杆1外露段按上空心箱体式预应力托板2、垫圈3，拧紧螺母4，由于锚杆1被拉伸，在恢复形变过程中对围岩产生预紧力，并且由于中空的托板会发生较大的弹性变形，不但增加锚杆的预紧力，而且能在一定程度上控制锚杆1由于时间效应产生的预应力衰减。

Claims (1)

1.一种预应力箱体式中空托板，其特征在于：包括一段带拱形的槽钢和平钢板焊接形成空心箱体式预应力托板；空心箱体式预应力托板正面为安装垫片螺母端，为槽钢冲压形成的拱形，所述空心箱体式预应力托板正面安装垫片、螺母；所述槽钢冲压形成的拱形，投影为正方形断面，中心为锚杆孔，所述空心箱体式预应力托板背面与围岩接触，做成平面，中心为锚杆孔；所述空心箱体式预应力托板四个侧面中，两个侧面为槽钢两侧的钢板，另两个侧面中空；所述空心箱体式预应力托板长宽做成120×120mm、150×150mm或180×180mm，净高5mm、8mm或10mm，壁厚8mm、10mm或12mm不同规格的组合，中心的锚杆孔与锚杆锚索孔相匹配。
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