CN106761865B - 一种笼锥节胀式锚杆（索） - Google Patents

Abstract

一种笼锥节胀式锚杆（索），由固定筒和笼型内锥套组成，固定筒与固定杆（索）可以是一个整体，也可以将固定筒分成上固定筒和下固定筒，将锚杆（索）夹住，利用了固定筒的锥度和笼型内锥套的内孔的锥度配合膨胀锁紧的原理，并且利用了笼型内锥套可以径向直径伸缩可大可小，将其推到孔中时被径向压缩直径变小，由限笼环推动笼型套径向端，向孔内移动。与其他膨胀式锚固结构不同的是，笼型内锥套可以紧贴孔壁向内移动，在任意位置将锚杆向回拉固定筒后，固定筒将笼型内锥套径向涨开对锚杆进行锚固，另外利用具有径向弹性的笼型内锥套上面的V形膨胀缝的长短和开口大小，可以调整笼型内锥套的径向伸缩量和伸缩力的大小，安装时要求笼型内锥套的直径要大于锚杆孔的直径。

Description

一种笼锥节胀式锚杆（索）

技术领域

本专利设计的技术是将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。

背景技术

自1912 年,德国谢列兹矿是世界上第一个采用锚杆支护的巷道，采用锚杆支护的巷道使用成本低、安全、可靠、结构简单、对工程的使用性很强，目前在全世界的矿山巷道的掘进、地铁隧道的施工、高速斜坡等都得到了非常广泛的应用。因为使用量非常大，使用环境不同，出现的各种各样的锚杆，例如：木锚杆（我国使用的木锚杆有两种即普通木锚杆和压缩木锚杆）。钢筋或钢丝绳砂浆锚杆（以水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂）。)倒楔式金属锚杆（加工简单，安装方便）。管缝式锚杆（是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点）。树脂锚杆（用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高）。快硬膨胀水泥锚杆（采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝 、早强、减水、膨胀等特点）。双快水泥锚杆（是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、早强的特点）。但是以上锚杆各有所长,但是都存在一定的缺点和不完善的地方，不能同时满足锚固力大小可调、锚固点可以是全长或者任一位置、安装效率高、不需要专用的工具或者设备、可靠性强、不需锚固剂的凝固时间，可以即时锚固使用等，随着科技发展越来越快，掘进速度不断提升，对施工效率和效果需求不断提高，以上传统的锚杆结构不能完全满足一些施工的需求，本人根据以上传统锚杆的特点，多次到巷道和隧道进行实地考察，总结的目前锚杆的使用局限性，并根据掌握的对新材料新工艺等的特点，设计出了可以满足以上优点和良好效果的新型笼锥节胀式锚杆（索）。

发明内容

本专利的目的是提供了一种结构简单可靠，使用方便，无需其他大型工具和设备即可快速完成安装即时锚固，并且可以根据锚杆环境的要求安装多个笼锥节胀式锚杆（索），可以实现对全长锚固的要求，为了实现上述目的，本专利的技术方案为：

一种笼锥节胀式锚杆索，包括外形为锥形的固定筒和内径为为锥形的笼型内锥套组成。其特征是：固定筒外形为锥形，可以在轴向分成两个或者多个组合而成使用。与固定筒配合使用的笼型内锥套内部为锥形孔，可以径向弹性伸缩。弹性和径向伸缩大小由笼型内锥套上的V型胀缩缝调节， V型胀缩缝开缝宽窄调节径向弹性伸缩量大小，开缝长短可以调整径向弹性力度的大小。

固定筒一端设置有限笼环，限笼环推动在径向弹性缩小后的笼型内锥套向孔内位移。

所述的固定筒上设置有限制笼型内锥套脱离的带凸起的限笼环，锥形固定筒可以设计有内孔，并在内孔上设计有与固定杆上的纹进行配合的配合纹，锥形固定筒可以通过丝连接、焊接安装在固定杆索上，也可以通过将锥形固定筒3分成多块的锥形结构压装。

所述的锥形固定筒可以是整体的结构，也可以分成上固定筒和下固定筒等多组组成，上固定筒和下固定筒的配合面设置有定位和定位孔。

所述的V型胀缩缝设计成弧形的斜面的斜交面，斜交面在笼型内锥套的两头，相邻的两个斜交面成交叉分布，笼型内锥套受力缩小外径时通过斜交面保证最大的径向伸缩空间，提高防脱离的强度。

所述的V型胀缩缝的长度要超过笼型内锥套总长度的一半以上。

其特征在于：固定筒包括上固定筒和下固定筒，固定筒设置有有C型卡位，C型卡位内设置有固定固定筒和下固定筒的初始合力，防止运输过程中的固定筒的脱离的

C型卡。

所述的固定杆索的操作端设置有托盘，托盘一侧设置有锥套，锥套一侧设置有螺帽。

笼锥节胀式锚杆索可以采用一组笼锥节胀式锚杆索进行固定锚杆索，也可以采用多组笼锥节胀式锚杆索加强固定。

本专利主要由固定筒和笼型内锥套组成，固定筒与固定杆（索）可以是一个整体，也可以将固定筒分成上固定筒和下固定筒，将锚杆（索）夹住，本专利利用了固定筒的锥度和笼型内锥套的内孔的锥度配合膨胀锁紧的原理，并且利用了笼型内锥套可以径向直径伸缩可大可小，将其推到孔中时被径向压缩直径变小，由限笼环推动笼型套径向端，向孔内移动。与其他膨胀式锚固结构不同的是，本专利上的笼型内锥套可以紧贴孔壁向内移动，在任意位置将锚杆向回拉固定筒后，固定筒将笼型内锥套径向涨开对锚杆进行锚固，另外利用具有径向弹性的笼型内锥套上面的V形膨胀缝的长短和开口大小，可以调整笼型内锥套的径向伸缩量和伸缩力的大小，安装时要求笼型内锥套的直径要大于锚杆孔的直径。

本专利的优点

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的优点是：1、不需要大型设备或者专用工具。2、根据需要安装多个笼锥节胀式锚杆（索）实现全长式锚固。3、不需要锚固剂可以即时使用，并达到锚固效果。4、操作简单，只需要将带有笼锥节胀式锚杆（索）的锚杆或者索放入孔中，向后一拉即可以锚固。5、安装效率高，不像账套式等锚固一样需要打较大的孔，大大提高了安装效率。6、可靠性强，因为笼型内锥套是紧贴移动贴着孔壁，当固定筒向外拉伸时其外锥度和笼型内锥套内孔的锥度紧密配合，不会滑脱且越拉越紧。

附图说明

图1为笼锥节胀式锚杆（索）的固定杆（索）视图。

图2为笼锥节胀式锚杆（索）的固定筒（索）正视图。

图3为笼锥节胀式锚杆（索）的固定杆（索）半边视图。

图4为笼锥节胀式锚杆（索）的笼型内锥套的侧视图。

图5为笼锥节胀式锚杆（索）的笼型内锥套的剖视图。

图6为笼锥节胀式锚杆（索）的笼型内锥套的正视图。

图7为笼锥节胀式锚杆（索）的C型卡正视图。

图8为笼锥节胀式锚杆（索）放入孔中正视图。

附图中：1、固定杆（索）；2、纹；3、固定筒；3-1、上固定筒；3-2下固定筒；4、限笼环；5、配合纹；6、笼型内锥套；7、笼型内锥面；8、V形胀缩缝；9、笼型套径向端；10、斜交面；11、导向斜面；12、定位柱；13、定位孔；14、C型卡位；15、C型卡；16、孔；17、托盘；18、锥套；19、螺帽；20、防退角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本专利作进一步说明：

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的固定杆（索）1如图一所示，固定杆（索）1上面有纹2，纹2与可以与图二中的固定筒3上固定筒3-1和下固定筒3-2内的配合纹5夹住连接防脱，也可以将整体设计的固定筒3上的配合纹5与固定杆（索）1上的纹2螺旋连接或者直接焊接均可。固定杆（索）1后面有托盘17和螺丝帽18及螺丝，可以对岩壁进行固定。

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的固定筒3如图二所示，固定筒3的内孔配合纹5（见图三）与固定杆（索）1上的纹2进行配合，外壁与笼型内锥套6进行轴向移动通过固定杆（索）1外形锥度和笼型内锥套6的内孔锥度胀紧配合锁住锚杆的固定杆（索）1。固定筒3可以是一体结构，也可以是有上固定筒3-1和下固定筒3-2等多片组合而成，固定筒3上有限笼环4和C型卡位14，限笼环4的作用是当固定杆（索）1带固定筒3的一头向孔内移动时，推动笼型内锥套6向孔16内移动。

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的固定筒3由上、下固定筒如图三所示，固定筒3-1和下固定筒3-2组成时，其配合面带有定位柱12 和定位孔13，定位柱12与定位孔13进行配合防止上固定筒3-1与下固定筒3-2相对的移动。固定筒3内部有与固定杆（索）1进行配合的配合纹5，配合纹5与固定杆（索）1上的纹2配合锁住防止位移，增加摩擦力和锚杆力。C型卡位14是当固定筒3有两部分组成时，为了固定筒3内的配合纹5与固定杆（索）1上的纹2有更大的摩擦力和锚固力，将固定筒3的两部分进行卡住上固定筒3-1和下固定筒3-2配合时防止松脱。

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的笼型内锥套6是本专利的核心结构，如图四，笼型内锥套6在径向有可以增加或者减少笼型内锥套6直径的弹性，弹性的大小主要靠V形胀缩缝8的占据笼型内锥套6长度多少，V形胀缩缝8的开缝长度越长弹性越小，反之越大。为了获得小于笼型内锥套6直径的弹性伸缩，V形胀缩缝8的开缝长度必须大于笼型内锥套6长度的1/2，否则弹性两端弹性大中间几乎没有弹性。V形胀缩缝8的V形断口的宽窄决定了笼型内锥套6的伸缩直径的大小，V形断口越大径向伸缩越大，反之越小。为了使较小端口有更大径向伸缩量，保证笼型内锥套6与固定筒3配合时使断口贴合以便获得更大的膨胀力，可以将V形开口设计成斜面交错的斜交面10等其他形状。笼型内锥面7套在固定筒3的带有锥度的外端配合胀紧。当笼型内锥套6套在固定筒3上时，笼型套径向端9卡在限笼环4的内侧，当固定杆（索）1向孔16内移动时，固定筒3上的限笼环4推动笼型套径向端9向孔16内移动，防止笼型内锥套6在孔16移动时脱离固定筒3，不能快速的涨开笼型内锥套6。笼型内锥套6的入孔16端设计有方便向孔内移动的导向斜面11，当向孔内移动时，导向斜面11被孔压缩，使笼型内锥套6缩小直径，贴着孔壁向内移动。防退角20是当移动到位后，固定杆（索）1向外拉时防止笼型内锥套6的滑脱。

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的C型卡如图五，其主要作用就是当固定筒3由上固定筒3-1和下固定筒3-2组合而成时，将上、下固定筒固定住，防止在固定杆（索）1上的纹2进行配合连接是位移。

本专利笼锥节胀式锚杆（索）的实际施工图如图六，本转本专利笼锥节胀式锚杆（索）可以在固定杆（索）1的顶端进行锚杆固定，也可以根据需要进行多段全长锚固固定。

实施例1；

本专利笼锥节胀式锚杆（索）装配过程：将固定杆（索）上1的带有纹2的部分与固定筒3螺纹配合，也可以将由上、下固定筒组成的固定筒3内的配合纹5卡在固定杆（索）1上的纹2上，并且将上固定筒3-1与下固定筒3-2上的定位柱12插入定位孔13中，用C型卡卡在固定筒3的C型卡位14内，防止上固定筒3-1和下固定筒3-2卡与固定杆（索）1上的纹2的位移。

因为笼型内锥套6上的设计有V形胀缩缝8和斜交面10，笼型内锥套6带有弹性，将带有径向弹性的笼型内锥套6从限笼环4的位置套在固定筒3上，使笼型内锥套6内孔的锥度与固定筒3外锥体配合，没有入孔前保证笼型内锥套6直径缩小需要的间隙。笼型套径向端9卡在限笼环4内侧，当将锚杆（索）1向孔16内移动时，限笼环4推动笼型内锥套6上的笼型套径向端9向孔16内移动，防止笼型内锥套6从固定筒3上面滑脱。笼型内锥套6套在固定筒3上后，笼型内锥套6的直径要比孔大，保证的笼型内锥套6在孔内的移动是紧贴着孔16壁向内移动的，当移动到位后，带有弹性涨力的笼型内锥套6本身与孔16是紧贴着的，加上笼型内锥套6上的防退角20可以保证笼型内锥套6不会再孔16内滑动，将固定杆（索）1向后一拉或者将锚尾的托盘17及锥套18通过螺丝19紧固，使笼型内锥套6的内孔锥度与固定筒3的外锥体配合膨胀即可实现锚固。

实施例2

一种笼锥节胀式锚杆索，包括外形为锥形的固定筒3和内径为为锥形的笼型内锥套6组成。其特征是：固定筒3外形为锥形，可以在轴向分成2个或者多个组合而成使用。与固定筒3配合使用的笼型内锥套6内部为锥形孔，可以径向弹性伸缩。弹性和径向伸缩大小由笼型内锥套6上的V型胀缩缝8调节， V型胀缩缝8开缝宽窄调节径向弹性伸缩量大小，开缝长短可以调整径向弹性力度的大小。

固定筒3一端设置有限笼环4，限笼环4推动在径向弹性缩小后的笼型内锥套6向孔16内位移。

所述的固定筒3上设置有限制笼型内锥套6脱离的带凸起的限笼环4，锥形固定筒3可以设计有内孔，并在内孔上设计有与固定杆1上的纹2进行配合的配合纹5，锥形固定筒3可以通过丝连接、焊接安装在固定杆索1上，也可以通过将锥形固定筒3分成多块的锥形结构压装。

所述的锥形固定筒3可以是整体的结构，也可以分成上固定筒3-1和下固定筒3-2等多组组成，上固定筒3-1和下固定筒3-2的配合面设置有定位柱12和定位孔13。

所述的V型胀缩缝8设计成弧形的斜面的斜交面10，斜交面10在笼型内锥套6的两头，相邻的两个斜交面10成交叉分布，笼型内锥套6受力缩小外径时通过斜交面10保证最大的径向伸缩空间，提高防脱离的强度。

所述的V型胀缩缝8的长度要超过笼型内锥套6总长度的一半以上。

固定筒3包括上固定筒3-1和下固定筒3-2，固定筒3设置有有C型卡位14，C型卡位14内设置有固定固定筒3-1和下固定筒3-2的初始合力，防止运输过程中的固定筒3的脱离的

C型卡15。

所述的固定杆索1的操作端设置有托盘17，托盘17一侧设置有锥套18，锥套18一侧设置有螺帽19。

笼锥节胀式锚杆索可以采用一组笼锥节胀式锚杆索进行固定锚杆索，也可以采用多组笼锥节胀式锚杆索加强固定。

本专利笼锥节胀式锚杆（索）如果在煤矿井下使用，可以使用金属材料也可以使用高强度塑料材料制作生产。

上面所述的实施例仅仅是对本专利的优选实施方式进行描述，并非对本专利的构思和保护范围进行限定，在不脱离本专利设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本专利的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种笼锥节胀式锚杆，包括由外形为锥形的固定筒（3）和内径为锥形的笼型内锥套（6）组成的固定装置，其特征是：固定筒（3）外形为锥形，在轴向分成2个或者多个组合而成使用，与固定筒（3）配合使用的笼型内锥套（6）内部为锥形孔，可以径向弹性伸缩，径向弹性伸缩大小由笼型内锥套（6）上的V型胀缩缝（8）调节， V型胀缩缝（8）开缝宽窄调节径向弹性伸缩量大小，开缝长短可以调整径向弹性力度的大小，所述的V型胀缩缝（8）设计成弧形的斜面的斜交面（10），斜交面（10）在笼型内锥套（6）的两头，相邻的两个斜交面（10）成交叉分布，笼型内锥套（6）受力缩小外径时通过斜交面（10）保证最大的径向伸缩空间，提高防脱离的强度。

2.根据权利要求1所述的一种笼锥节胀式锚杆,其特征是：固定筒（3）一端设置有限笼环（4），限笼环（4）推动在径向弹性缩小后的笼型内锥套（6）向孔（16）内位移。

3.根据权利要求1所述的一种笼锥节胀式锚杆,其特征是：所述的固定筒（3）上设置有限制笼型内锥套（6）脱离的带凸起的限笼环，锥形固定筒（3）设计有内孔，并在内孔上设计有与固定杆（1）上的纹（2）进行配合的配合纹（5），锥形固定筒（3）通过丝连接、焊接安装在固定杆（1）上，或通过将锥形固定筒（3）分成多块的锥形结构压装。

4.根据权利要求1所述的一种笼锥节胀式锚杆,其特征是：所述的锥形的固定筒（3）是整体的结构，或分成上固定筒（3-1）和下固定筒（3-2）两组组成，上固定筒（3-1）和下固定筒（3-2）的配合面设置有定位柱（12）和定位孔（13）。

5.根据权利要求1所述的一种笼锥节胀式锚杆,其特征是：所述的V型胀缩缝（8）的长度要超过笼型内锥套（6）总长度的一半。

6.根据权利要求1或4所述的一种笼锥节胀式锚杆，其特征在于：固定筒（3）包括上固定筒（3-1）和下固定筒（3-2），固定筒（3）设置有C型卡位（14），C型卡位（14）内设置有防止运输过程中的固定筒（3）脱离的C型卡（15），C型卡（15）提供上固定筒（3-1）和下固定筒（3-2）的初始合力。

7.根据权利要求3所述的一种笼锥节胀式锚杆，其特征在于：所述的固定杆（1）的操作端设置有托盘（17），托盘（17）一侧设置有锥套（18），锥套（18）一侧设置有螺帽（19）。

8.根据权利要求1所述的一种笼锥节胀式锚杆，其特征在于：笼锥节胀式锚杆采用一组固定装置固定，或采用多组固定装置加强固定。