CN104819003A - 一种易于施加预紧力的全锚锚固装置 - Google Patents
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Abstract
一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，该装置有一根表面带有齿状结构的杆体，该齿状结构流线型轴向排列于杆体的圆周表面；该杆体的前端部带有凸起的卡环，在卡环的外围匹配套装有两个半圆管形的杆帽，杆帽的端面上带有凹槽，凹槽中匹配扣装有扣锁，扣锁将杆帽连接固定，在杆体中间位置的外围套装有环形阻浆塞b，将杆体分成深入岩体段和临近钻孔口段两段，深入岩体段长度小于临近钻孔口段长度；在杆体的外围裹装有平面形树脂药卷；在杆体临近钻孔口段处套装有环形阻浆塞a，在杆体伸出岩体的端部，通过锚固螺帽、垫圈将整个杆体夹紧固定。该装置结构简单、工艺操作方便，施加预紧力的全锚锚固效果显著，具有很强的实用价值和推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚固装置，尤其是一种适用于煤矿井巷围岩支护或岩土工程，需在安装时提供一定锚固能力并精准定位孔芯轴线的一种易于施加预紧力的全锚锚固装置。
背景技术
煤矿巷道支护中，锚杆是应用最广、用量最多的支护设备，多采用树脂药卷进行端部锚固或全长锚固。对于端部锚固锚杆，在锚固范围内，任何部位岩层的离层都均匀地分散到杆体长度上，导致杆体受力对围岩变形和离层不敏感，支护刚度低；对于全长锚固锚杆，这种分散是不可能的，致使应力、应变沿锚杆长度方向分布极不均匀，离层和滑动大的部位锚杆受力很大，杆体受力对围岩变形和离层很敏感，能及时抑制围岩离层和滑动，支护刚度高。
常用的全长锚固锚杆在使用中，使用单一的慢速锚固剂，往往难以在短时间内对杆体施加预紧力，主动支护效果并不明显，起不到良好的支护效果；在安装锚杆时，现有的施工工艺往往是在钻孔钻好之后，塞入锚固剂，插入锚杆，锚杆在钻机的带动下搅破锚固剂袋体实现锚固。但是，这种安装工艺极易造成锚杆杆体轴线与钻孔轴线偏离，使得杆体周围锚固剂分布不均匀，锚固质量降低，对工程的有效支护和作业空间的安全存在较大的隐患。
发明内容
为了克服现有安装工艺极易造成锚杆杆体轴线与钻孔轴线偏离，使得杆体周围锚固剂分布不均匀，锚固质量降低，对工程的有效支护和作业空间的安全存在较大的隐患的技术中不足，本发明提供了一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，该装置结构简单、工艺操作方便，施加预紧力的全锚锚固效果显著，具有很强的实用价值和推广价值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，包括：锚固螺帽、垫圈、阻浆塞a、杆体、树脂药卷、阻浆塞b、杆帽、卡环、扣锁、岩体；该装置有一根表面带有齿状结构的长轴状杆体，该齿状结构流线型轴向排列于杆体的圆周表面；该杆体的前端部带有凸起的卡环，在卡环的外围匹配套装有两个半圆管形的杆帽，杆帽的端面上带有凹槽，凹槽中匹配扣装有半“工”字形的扣锁，扣锁将杆帽连接固定，在杆体中部位置的外围套装有环形阻浆塞b，将杆体分成深入岩体段和临近钻孔口段两段，深入岩体段长度小于临近钻孔口段长度；在杆体的外围裹装有平面形树脂药卷；在杆体临近钻孔口段处套装有环形阻浆塞a，在杆体伸出岩体的端部，通过锚固螺帽、垫圈将整个杆体夹紧固定。
所述的杆帽由两个相同半圆形外套组成，其中部呈空圆形腔体，所述腔体内直径大于杆体直径，腔体内带有环形卡槽结构，与杆体端部的凸起卡环匹配成可旋动连接体，环形卡槽结构与卡环接触面处并涂有润滑油；所述杆帽外表面均匀布满有向后倾斜的、带角度的齿状结构，所述杆体表面齿状结构的上表面呈轴向流线型，所述齿状结构与孔壁作用提供机械锚固力。
使用时，先取两个半圆形的外套，使两个半圆形的外套凹槽部分对应杆体卡环，将两半圆形外套对齐安装，将半“工”字形锁扣卡扣在两个半圆形外套的凹槽中，以连接两个所述半圆形组合杆帽；环形阻浆塞a、环形阻浆塞b优选缝口式橡胶圈，掰开橡胶圈的缝口，根据杆体长度，将阻浆塞b卡扣在杆体中部偏后的位置；阻浆塞a卡在临近钻孔端部的杆体上，取平面形树脂药卷分别敷设在杆体的每一段；将平面形树脂药卷裹附在杆体上时，深入岩体段部敷设固化时间为8~40s的超快速锚固剂树脂药卷，临近钻孔口段采用固化时间大于180s的慢速锚固剂树脂药卷。将平面形树脂药卷裹附在杆体外表面的同时并按压平面形树脂药卷，使得杆体的齿状结构刺入平面形树脂药卷，起到临时固定平面形树脂药卷的作用；深入岩体段裹附超快速锚固剂树脂药卷，临近钻孔口段裹附慢速锚固剂树脂药卷；树脂药卷随杆体一同插入钻孔，杆帽表面齿状结构的上表面是流线型，且齿状结构与杆体带有角度，安装杆体时，顺着齿状结构的流线型面将杆体插入钻孔，齿状结构受力后可较容易地将带有杆帽的杆体插入钻孔，一旦杆体受轴向拉力，齿状结构由于径向扩张力而更趋卡紧，对围岩提供更大压力，难以拉拔；快速转动杆体，杆体的齿状结构将刺破平面形树脂药卷并充分搅拌树脂胶泥和催化剂，发生凝固锚固作用。
本发明的有益效果是：该装置结构简单、工艺操作方便，施加预紧力的全锚锚固效果显著，具有很强的实用价值和推广价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明优选实施例的结构示意图。
图中1.锚固螺帽，2.垫圈，3.阻浆塞a，4.杆体，5.树脂药卷，6. 阻浆塞b，7.杆帽，8.卡环，9.扣锁，10.岩体。
具体实施方式
在图中，一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，包括：锚固螺帽1、垫圈2、阻浆塞a3、杆体4、树脂药卷5、阻浆塞b6、杆帽7、卡环8、扣锁9、岩体10；该装置有一根表面带有齿状结构的长轴状杆体4，该齿状结构流线型轴向排列于杆体4的圆周表面；该杆体4的前端部带有凸起的卡环8，在卡环8的外围匹配套装有两个半圆管形的杆帽7，杆帽7的端面上带有凹槽，凹槽中匹配扣装有半“工”字形的扣锁9，扣锁9将杆帽7连接固定，在杆体4中部位置的外围套装有环形阻浆塞b6，将杆体4分成深入岩体段和临近钻孔口段两段，深入岩体段长度小于临近钻孔口段长度；在杆体4的外围裹装有平面形树脂药卷5；在杆体4临近钻孔口段处套装有环形阻浆塞a3，在杆体4伸出岩体的端部，通过锚固螺帽1、垫圈2将整个杆体4夹紧固定。
在图中，所述的杆帽7由两个相同半圆形外套组成，其中部呈空圆形腔体，所述腔体内直径大于杆体4直径，腔体内带有环形卡槽结构，与杆体4端部的凸起卡环8匹配成可旋动连接体，环形卡槽结构与卡环8接触面处并涂有润滑油；所述杆帽7外表面均匀布满有向后倾斜的、带角度的齿状结构，所述杆体4表面齿状结构的上表面呈轴向流线型，所述齿状结构与孔壁作用提供机械锚固力。
使用时，先取两个半圆形的外套，使两个半圆形的外套凹槽部分对应杆体卡环8，将两半圆形外套对齐安装，将半“工”字形锁扣9卡扣在两个半圆形外套的凹槽中，以连接两个所述半圆形组合杆帽7；环形阻浆塞a3、环形阻浆塞b6优选缝口式橡胶圈，掰开橡胶圈的缝口，根据杆体4长度，将阻浆塞b6卡扣在杆体4中部偏后的位置；阻浆塞a3卡在临近钻孔端部的杆体4上，取平面形树脂药卷5分别敷设在杆体4的每一段；将平面形树脂药卷5裹附在杆体4上时，深入岩体段部敷设固化时间为8~40s的超快速锚固剂树脂药卷5，临近钻孔口段采用固化时间大于180s的慢速锚固剂树脂药卷5。将平面形树脂药卷5裹附在杆体4外表面的同时并按压平面形树脂药卷5，使得杆体4的齿状结构刺入平面形树脂药卷5，起到临时固定平面形树脂药卷5的作用；深入岩体段裹附超快速锚固剂树脂药卷5，临近钻孔口段裹附慢速锚固剂树脂药卷5；树脂药卷5随杆体4一同插入钻孔，杆帽7表面齿状结构的上表面是流线型，且齿状结构与杆体4带有角度，安装杆体4时，顺着齿状结构的流线型面将杆体4插入钻孔，齿状结构受力后可较容易地将带有杆帽7的杆体4插入钻孔，一旦杆体4受轴向拉力，齿状结构由于径向扩张力而更趋卡紧，对围岩提供更大压力，难以拉拔；快速转动杆体4，杆体4的齿状结构将刺破平面形树脂药卷5并充分搅拌树脂胶泥和催化剂，发生凝固锚固作用。
具体实施步骤如下：
1．以常用的矿用锚杆为例，组合易于施加预紧力的全锚锚固装置时，先取两个半圆形外套，使所述半环形外套的环形卡槽对应杆体4的凸起卡环8，将两半圆形外套对齐安装，并用半“工”字形扣锁9卡扣在两个半圆形外套的凹槽中，以连接两个所述半圆形外套，形成组合杆帽7。
2．将平面形树脂药卷5超快速锚固剂裹附在杆帽7的左边，掰开橡胶材质的缝孔式环形阻浆塞a6，将环形阻阻浆塞a6扣卡在超快速平面形树脂药卷5一端的两齿状结构之间；将平面形树脂药卷5慢速型锚固剂敷在环形阻浆塞b6至环形阻浆塞a3之间的位置，完成杆体4部分的组合。
3．按照钻孔规程钻孔，钻孔完毕后采用风、水联合冲洗钻孔，清空孔内煤尘或岩渣。
4．将组合后的杆体4插入钻孔中，插入时，将杆帽7正对钻孔，顺着齿状结构的流线型面将杆体4插入钻孔，倾斜轴向流线型齿状结构使孔壁受力后，可较容易地将带有杆帽7的杆体4插入钻孔底部，一旦杆体4受轴向拉力，齿状结构由于径向扩张力而更趋卡紧，对围岩提供更大压力，难以拉拔。
5．使用钻机带动杆体4快速转动，使得杆体4的齿状结构刺破平面形树脂药卷5并充分搅拌树脂胶泥和催化剂。
6．由于杆帽7外表面的齿状结构提供的机械锚固力和端部超快速锚固剂提供的端部锚固力，故可对杆体4端部快速施加预应力，在锚杆的外露端施加张拉力，并安装垫圈2和锚固螺帽1，从而在杆体4上实现预应力，最终在慢速锚固剂的作用下，实现杆体4全长锚固。
Claims (3)
1.一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，包括：锚固螺帽（1）、垫圈（2）、阻浆塞a（3）、杆体（4）、树脂药卷（5）、阻浆塞b（6）、杆帽（7）、卡环（8）、扣锁（9）、岩体（10）；其特征是：该装置有一根表面带有齿状结构的长轴状杆体（4），该齿状结构流线型轴向排列于杆体（4）的圆周表面；该杆体（4）的前端部带有凸起的卡环（8），在卡环（8）的外围匹配套装有两个半圆管形的杆帽（7），杆帽（7）的端面上带有凹槽，凹槽中匹配扣装有半“工”字形的扣锁（9），扣锁（9）将杆帽（7）连接固定，在杆体（4）中部位置的外围套装有环形阻浆塞b（6），将杆体（4）分成深入岩体段和临近钻孔口段两段，深入岩体段长度小于临近钻孔口段长度；在杆体（4）的外围裹装有平面形树脂药卷（5）；在杆体（4）临近钻孔口段处套装有环形阻浆塞a（3），在杆体（4）伸出岩体的端部，通过锚固螺帽（1）、垫圈（2）将整个杆体（4）夹紧固定。
2.根据权利要求1所述的一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，其特征是：所述的杆帽（7）由两个相同半圆形外套组成，其中部呈空圆形腔体，所述腔体内直径大于杆体（4）直径，腔体内带有环形卡槽结构，与杆体（4）端部的凸起卡环（8）匹配成可旋动连接体，环形卡槽结构与卡环（8）接触面处并涂有润滑油；所述杆帽（7）外表面均匀布满有向后倾斜的、带角度的齿状结构，所述杆体（4）表面齿状结构的上表面呈轴向流线型，所述齿状结构与孔壁作用提供机械锚固力。
3.根据权利要求1所述的一种易于施加预紧力的全锚锚固装置，其使用方法的特征是：使用时，先取两个半圆形的外套，使两个半圆形的外套凹槽部分对应杆体卡环（8），将两半圆形外套对齐安装，将半“工”字形锁扣（9）卡扣在两个半圆形外套的凹槽中，以连接两个所述半圆形组合杆帽（7）；环形阻浆塞a（3）、环形阻浆塞b（6）优选缝口式橡胶圈，掰开橡胶圈的缝口，根据杆体（4）长度，将阻浆塞b（6）卡扣在杆体（4）中部偏后的位置；阻浆塞a（3）卡在临近钻孔端部的杆体（4）上，取平面形树脂药卷（5）分别敷设在杆体（4）的每一段；将平面形树脂药卷（5）裹附在杆体（4）上时，深入岩体段部敷设固化时间为8~40s的超快速锚固剂树脂药卷（5），临近钻孔口段采用固化时间大于180s的慢速锚固剂树脂药卷（5）；将平面形树脂药卷（5）裹附在杆体（4）外表面的同时并按压平面形树脂药卷（5），使得杆体（4）的齿状结构刺入平面形树脂药卷（5），起到临时固定平面形树脂药卷（5）的作用；深入岩体段裹附超快速锚固剂树脂药卷（5），临近钻孔口段裹附慢速锚固剂树脂药卷（5）；树脂药卷（5）随杆体（4）一同插入钻孔，杆帽（7）表面齿状结构的上表面是流线型，且齿状结构与杆体（4）带有角度，安装杆体（4）时，顺着齿状结构的流线型面将杆体（4）插入钻孔，齿状结构受力后可较容易地将带有杆帽（7）的杆体（4）插入钻孔，一旦杆体（4）受轴向拉力，齿状结构由于径向扩张力而更趋卡紧，对围岩提供更大压力，难以拉拔；快速转动杆体（4），杆体（4）的齿状结构将刺破平面形树脂药卷（5）并充分搅拌树脂胶泥和催化剂，发生凝固锚固作用。
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