CN108442955A - 一种自适应摩擦式锚杆 - Google Patents

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寿云东
朱嘉毅
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Abstract

本发明公开了一种自适应摩擦式锚杆，它包括T型锚杆（5）、套筒（4）和螺纹杆（6），所述套筒（4）底部固定有焊块（3），焊块（3）上有锚杆孔，锚杆（5）从焊块的锚杆孔伸入套筒（4），锚杆（5）前端的圆台外圆设有齿条（51），齿条（51）挤压套筒（4）内壁；伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的钢板托盘（2）和螺母（1），螺母（1）与锚杆（6）为螺纹配合，螺母（1）压住钢板托盘（2）；套筒（4）顶口部还焊接有螺纹杆（6）。本发明的优点是：通过锚杆与内壁的相对运动使锚杆伸长，增大了锚杆伸长量，在自身被拉长的过程吸收能量，使围岩大变形产生的能量得到吸收达到新的平衡。

Description

一种自适应摩擦式锚杆
技术领域
本发明属于土木工程的防护设施，具体涉及一种锚杆。
背景技术
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，国内外矿山都相继进入深部资源开采状态，围岩产生的大变形破坏的现象越来越普遍，巷道经常发生冒顶、非对称两帮变形、岩爆等非线性大变形破坏现象。因此，在大变形破碎岩体条件下隧道开挖和初期支护的成败，是控制深部巷道工程进度和质量的决定性因素。
锚杆支护是深埋巷道和大断面隧道的主要支护形式，操作简单、充分发挥岩体的自身稳定能力和经济效益显著等的特点。随着开挖深度的增加，当开挖面出现围岩大变形、附加采动应力集中和地质环境恶化等特性时，由于围岩大变形具有释放的变形能大和位移大等特点，隧道围岩的大变形远超过锚杆所能承受的范围，而且现有的锚杆本身存在延伸率过低的缺陷，因此现有锚杆无法适应大变形被拉断而导致整个支护体系失效，给工程带来不可估量的损失。
围岩大变形严重影响现有锚杆的支护效果，因此，找到一种适用于深埋巷道或大断面隧道工程的支护锚杆，将对此类工程的安全建设产生巨大促进作用。
发明内容
针对现有锚杆的不足，本发明所要解决的技术问题就是提供一种自适应摩擦式锚杆，它能增大锚杆伸长量，适应围岩大变形的工程防护。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括T型锚杆、套筒和螺纹杆，所述套筒底部固定有焊块，焊块上有锚杆孔，锚杆从焊块的锚杆孔伸入套筒，锚杆前端的圆台外圆设有齿条，齿条挤压套筒内壁；伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的钢板托盘和螺母，螺母与锚杆为螺纹配合，螺母压住钢板托盘；套筒顶口部还焊接有螺纹杆。
与现有锚杆相比，本发明的优点是：通过锚杆与内壁的相对运动使锚杆伸长，增大了锚杆伸长量，在自身被拉长的过程吸收能量，使围岩大变形产生的能量得到吸收达到新的平衡。保证在突发荷载冲击下，锚杆不会因材料伸长率不足被拉断而立刻失效。锚杆能够自适应围岩产生的变形，对隧道岩爆、煤矿冲击地压等突发灾害能够起到有效的缓冲及治理作用。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为锚杆前端圆台的截面图。
图中：1、螺母；2、钢板托盘；3、焊块；4、套筒；5、锚杆；51、齿条；6、螺纹杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明包括T型锚杆5、套筒4和螺纹杆6，所述套筒4底部固定有焊块3，焊块3上有锚杆孔，锚杆5从焊块的锚杆孔伸入套筒4，锚杆5前端的圆台外圆设有齿条51，齿条51挤压套筒4内壁；伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的钢板托盘2和螺母1，螺母1与锚杆6为螺纹配合，螺母1压住钢板托盘2；套筒4顶口部还焊接有螺纹杆6。
本发明的工作过程是：将本发明置入岩体内部，当注浆完成后，螺纹杆与注桨体充分咬合固定，能给套筒4提供稳定的锚固力。由于锚杆5前端的圆台外圆设有齿条51，锚杆5与套筒4克服摩擦力发生相对运动，通过自身的伸长从而释放围岩变形产生的能量，使该锚杆自适应围岩的变形，围岩与锚杆达到新的平衡状态。相对于现有锚杆，在围岩产生大变形时，巷道围岩释放变形能，现有锚杆变形不能适应的大变形范围，从而导致传统锚杆失效。
套筒内壁的摩擦力由锚杆前端的圆台外圆齿条与套筒内壁提供，具体表现为：当锚杆轴向受到拉力，齿条能与套筒内壁克服摩擦力产生相对运动，锚杆克服套筒内壁摩擦力而被拉长。为实现自适应摩擦式锚杆的正常工作，所述锚杆4前端齿条须有较高的强度，以保证该锚杆不仅有较大的承载力，而且有较大的伸长量。
综上所述，当巷道开挖导致围岩变形较大时，锚杆克服摩擦力伸长能够自适应围岩的大变形，围岩变形产生的能量得到释放，围岩锚杆支护体系达到新的平衡，实现了巷道的稳定，对突发灾害起到很好缓冲的作用。本发明的锚杆具有自适应吸能的特点，能够应用于不同领域的工程。

Claims (1)

1.一种自适应摩擦式锚杆，其特征是：包括T型锚杆（5）、套筒（4）和螺纹杆（6），所述套筒（4）底部固定有焊块（3），焊块（3）上有锚杆孔，锚杆（5）从焊块的锚杆孔伸入套筒（4），锚杆（5）前端的圆台外圆设有齿条（51），齿条（51）挤压套筒（4）内壁；伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的钢板托盘（2）和螺母（1），螺母（1）与锚杆（6）为螺纹配合，螺母（1）压住钢板托盘（2）；套筒（4）顶口部还焊接有螺纹杆（6）。
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