CN105156142A - 一种左旋全螺纹锚杆 - Google Patents

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刘允勇
尚超峰
赵乾坤
冯康金
陈泉建
党国军
杨红旗
许孟飞
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Abstract

本发明涉及一种提高锚杆锚固力的左旋全螺纹锚杆，包括锚杆杆体及锚杆螺母，所述锚杆杆体的外螺纹为左旋螺纹，所述锚杆螺母的内螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合；所述锚杆螺母的下端设置有一对顶螺母，所述对顶螺母外接圆的直径小于所述螺母外套内切圆的直径，所述对顶螺母的螺纹为左旋螺纹。本发明提供一种既能够提高锚固力又能利用钻具搅拌树脂锚固剂和紧固螺母的左旋全螺纹锚杆。

Description

一种左旋全螺纹锚杆
技术领域
本发明涉及巷道支护结构，尤其涉及一种提高锚杆锚固力的左旋全螺纹锚杆。
背景技术
等强全螺纹锚杆与普通锚杆相比，具有加工制造简单、适应性强、安装合格率高、扩修时截掉外段后仍然可利用等优点。
为了减轻矿工的劳动强度和施工方便，搅拌树脂锚固剂和打锚杆钻孔用的是同一个钻具。由于钻头旋向和钎杆对接螺纹都是右旋的，因此打锚杆钻孔用的必须是右旋的钻具，所以搅拌树脂锚固剂和打锚杆钻孔用的都是同一右旋的钻具。右旋的钻具在安装锚杆搅拌树脂锚固剂时顺时针旋转，所以锚杆连接钻具的螺纹必须是右旋的。如果连接钻具的锚杆螺纹是左旋的螺纹在安装锚杆搅拌树脂锚固剂时，连接锚杆用的螺帽就会在钻具的顺时针旋转过程中退出，无法搅拌树脂锚固剂。因此所有连接钻具的锚杆螺纹必须是右旋螺纹，因此全螺纹锚杆的螺纹旋向都是右旋螺纹。
等强全螺纹锚杆杆体设计的螺纹方向(右旋)和锚杆搅拌树脂锚固剂的方向(右旋搅拌)相同，在搅拌树脂锚固剂的过程中对树脂锚固剂产生一个向外的输送力，这个输送力使树脂锚固剂变得疏松，不能有效的粘接锚杆与岩体。大量测试表明，同样杆体直径和同样树脂锚固剂的情况下，右旋全螺纹等强锚杆的锚固力比左旋锚杆锚固力降低30％左右，如果搅拌时间过长锚固力下降更多。锚固力下降，导致支护失效，出现较大变形造成支护系统破坏，给矿工的生命安全带来极大威胁。如果把全螺纹锚杆的螺纹旋向改为左旋，无法利用钻具搅拌树脂锚固剂和紧固螺母，所以没有左旋全螺纹锚杆。现急需一种既能够提高锚固力又能利用钻具搅拌树脂锚固剂和紧固螺母的左旋全螺纹锚杆。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的右旋等强全螺纹锚杆锚固力小的缺点进而提供一种既能够提高锚固力又能利用钻具搅拌树脂锚固剂和紧固螺母的左旋全螺纹锚杆。
本发明的技术方案是这样实现的：一种左旋全螺纹锚杆，包括锚杆杆体及锚杆螺母，所述锚杆螺母的内螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合；所述锚杆螺母的下端设置有一对顶螺母，所述对顶螺母外接圆的直径小于所述螺母外套内切圆的直径，所述对顶螺母的螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合均为左旋螺纹。
所述锚杆螺母包括螺母内套和螺母外套，所述螺母内套的内螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合均为左旋螺纹，所述螺母外套的内螺纹与所述螺母内套的外螺纹相配合均为右旋螺纹；所述螺母内套外螺纹的螺距小于所述锚杆杆体螺纹的螺距。
左旋全螺纹锚杆螺纹牙深0.6~0.8毫米。
所述螺母内套与所述螺母外套相同的位置均开设有一定位孔，所述定位孔内设置一定位销。
所述螺母内套的长度大于所述螺母外套的长度3~5毫米。
本发明的技术方案产生的积极效果如下：锚杆螺母下部设置一对顶螺母，搅拌树脂锚固剂时，钻具顺时针旋转带动套筒扳手，套筒扳手带动锚杆螺母，顺时旋转锚杆螺母，锚杆螺母的内螺纹与锚杆杆体的外螺纹为左旋螺纹，锚杆螺母顺时针旋转向下移动，对顶螺母挡住锚杆螺母，阻止其向下移动，即锚杆螺母带动对顶螺母及锚杆一起旋转搅拌树脂锚固剂，直至搅拌均匀。
左旋全螺纹锚杆的锚杆杆体的螺纹为左旋螺纹，钻具顺时针旋转带动锚杆顺时针转动，因该锚杆杆体设计的螺纹方向为左旋方向和锚杆搅拌树脂锚固剂的方向（右旋）相反，在搅拌树脂的过程中会对树脂锚固剂产生一个轴向挤压力，把树脂锚剂挤压到钻孔底部且很密实，最大化的发挥树脂锚固剂的作用，锚杆和岩体的粘接力达到理想状态，即锚杆锚固力达到理想状态。大量测试表明，同样杆体直径和同样树脂锚固剂的情况下，左旋锚杆的锚固力比右旋锚杆锚固力提高30％左右。
所述对顶螺母外接圆的直径小于所述螺母外套内切圆的直径，防止套筒扳手旋转时带动对顶螺母一起旋转，起不到对顶作用。
所述锚杆螺母包括螺母内套和螺母外套，所述螺母内套的内螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合均为左旋螺纹，所述螺母外套的内螺纹与所述螺母内套的外螺纹相配合均为右旋螺纹；所述螺母内套外螺纹的螺距小于所述锚杆杆体螺纹的螺距。左旋全螺纹锚杆配合高预应力全螺纹锚杆螺母使用，高预应力全螺纹锚杆螺母的内套和外套向配合的螺纹是右旋螺纹，紧固螺母时，不需要更换钻具和套筒扳手，直接利用搅拌树脂锚固剂的钻具和套筒扳手顺时针旋转即可紧固螺母；也可利用钻具带动扭矩放大器顺时针旋转给锚杆施加更大的预应力。
锚杆螺母下部设置一对顶螺母，对顶螺母与锚杆螺母配合，有很强的自锁效应，锚杆螺母和对顶螺母安装好后，围岩来压或爆破震动，锚杆螺母不会松脱。对顶螺母与锚杆螺母配合，有很强的自锁效应，左旋全螺纹锚杆螺纹比普通右旋全螺纹锚杆螺纹浅，可提高左旋全螺纹锚杆有效截面积，从而提高支护强度。
左旋全螺纹锚杆利用高预应力等强全螺纹锚杆螺母与对顶母螺的配合，可利用钻具搅拌树脂锚固剂和紧固螺母；解决了左旋全螺纹锚杆无法利用钻具搅拌树脂锚固剂和紧固螺母的难题，研制出左旋全螺纹锚杆。螺母外套内螺纹与螺母内套外螺纹相配合的螺纹是右旋螺纹，可以利用安装锚杆搅拌树脂锚固剂的钻具带动套筒扳手直接紧固，不需要更换钻具和套筒扳手，简省了工作程序，提高了施工效率，降低了工人的劳动强度；螺母内套外螺纹的螺距小于锚杆杆体螺纹的螺距，提高锚杆的预应力，很容易达到设计的预应力。
左旋全螺纹锚杆解决了传统右旋全螺纹锚杆锚固力小，导致支护失效的难题；左旋全螺纹锚杆利用高预应力等强全螺纹锚杆螺母提高预应力，解决了等强全螺纹锚杆预应力小的弊端。左旋全螺纹锚杆保留了全螺纹锚杆具有加工制造简单、适应性强、安装合格率高、扩修时截掉外段后仍然可利用等优点，解决了普通右旋全螺纹锚杆锚固力小，预应力小的弊端，达到左旋高强锚杆的锚固力和预应力，适应了深井支护要求。
附图说明
图1为本发明左旋全螺纹锚杆未旋紧时的结构示意图。
图2为本发明左旋全螺纹锚杆旋紧时定位销被剪断的结构示意图。
图中标注为：1、锚杆杆体；2、锚盘；3、螺母内套；4、螺母外套；5、内套头部；6、定位销；7、对顶螺母。
具体实施方式
一种左旋全螺纹锚杆，如图1所示，包括锚杆杆体1、锚盘2及锚杆螺母，锚杆螺母包括螺母内套3及螺母外套4，螺母外套套接在所述螺母内套外部，螺母内套的内表面设置有与锚杆杆体相配合的螺母内套内螺纹，螺母内套的外表面设置有螺母内套外螺纹，螺母外套的内表面设置有螺母外套内螺纹，螺母外套内螺纹与螺母内套外螺纹相配合；螺母内套外螺纹的螺距小于锚杆杆体螺纹的螺距，锚杆杆体与所述螺母内套内螺纹均为左旋螺纹，螺母内套外螺纹与螺母外套内螺纹均为右旋螺纹，锚杆螺母的下部设置有一对顶螺母7，对顶螺母外接圆的直径小于螺母外套内切圆的直径。
所述螺母内套的下端设置有横截面为六边形的内套头部5，该六边形所在外接圆的直径大于所述螺母外套的内径；所述螺母外套的横截面为六边形，所述内套头部外接圆的直径小于所述螺母外套内切圆的直径。
左旋全螺纹锚杆螺纹牙深0.6~0.8毫米。
锚杆杆体螺纹的螺距为10~12毫米；螺母内套外螺纹为细牙螺纹，该细牙螺纹的螺距为2毫米。
所述螺母内套与所述螺母外套相同的位置均开设有一定位孔，所述定位孔内设置一定位销6。
使用时，通过扭转螺母外套带动定位销，定位销带动螺母内套，螺母内套在锚杆杆体上旋转，即锚杆螺母在锚杆杆体上旋转进而调整在等强全螺纹锚杆杆体上的位置，整个过程只需要手动，轻轻扭转即可调整，当螺母外套顶到锚盘时，可用钻机带动套筒扳手顺时针紧固螺母，当扭矩能够剪断定位销时，锚杆螺母的螺母内套和螺母外套的剪应力将定位销剪断，继续紧固至设计预应力。同等扭矩下，螺距小的预紧力大，螺母内套与螺母外套配合的螺纹螺距小于螺母内套与锚杆杆体螺纹的螺距，很容易达到设计预紧力。
锚杆螺母下部安装一对顶螺母，搅拌树脂锚固剂时，钻具顺时针旋转带动套筒扳手，套筒扳手带动锚杆螺母，顺时旋转锚杆螺母，螺母内套内螺纹与锚杆杆体的螺纹是左旋螺纹，锚杆螺母顺时针旋转向下移动，对顶螺母挡住锚杆螺母，阻止其向下移动，即锚杆螺母带动对顶螺母及锚杆一起旋转搅拌树脂锚固剂，直至搅拌均匀。
螺母外套内螺纹与螺母内套外螺纹相配合为右旋螺纹，可以利用钻具带动套筒扳手自动紧固螺母；螺母内套外螺纹的螺距小于锚杆杆体螺纹的螺距，提高锚杆的预应力。

Claims (5)

1.一种左旋全螺纹锚杆，包括锚杆杆体及锚杆螺母，其特征在于：所述锚杆螺母的内螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合；所述锚杆螺母的下端设置有一对顶螺母，所述对顶螺母外接圆的直径小于所述螺母外套内切圆的直径，所述对顶螺母的螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合均为左旋螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种左旋全螺纹锚杆，其特征在于：所述锚杆螺母包括螺母内套和螺母外套，所述螺母内套的内螺纹与所述锚杆杆体的外螺纹相配合均为左旋螺纹，所述螺母外套的内螺纹与所述螺母内套的外螺纹相配合均为右旋螺纹；所述螺母内套外螺纹的螺距小于所述锚杆杆体螺纹的螺距。
3.根据权利要求1所述的一种左旋全螺纹锚杆，其特征在于：左旋全螺纹锚杆螺纹牙深0.6~0.8毫米。
4.根据权利要求2所述的所述一种左旋全螺纹锚杆，其特征在于：所述螺母内套与所述螺母外套相同的位置均开设有一定位孔，所述定位孔内设置一定位销。
5.根据权利要求1所述的一种左旋全螺纹锚杆，其特征在于：所述螺母内套的长度大于所述螺母外套的长度3~5毫米。
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