CN109339837A - 一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，涉及锚杆支护技术领域，本发明的两个定位杆同时插入锚固钻孔内侧的切槽内，使锚杆不会发生位移，防止软岩松动或者预紧力导致的锚杆体轴向方向上向外侧滑动发生危险，本发明设计新颖，结构简单，使用方便，弹簧可起到减震的效果，防止在伸入锚固钻孔过程中瞬间压力过大将锚杆体压断，对内部的锚杆体进行支撑保护，外圆管和内圆管使得弹簧只能在轴向方向上运动，使得弹簧的位置不会偏移，瓦斯检测传感器能够将检测到的浓度发送给集中管理中心，以便于对瓦斯进行控制，提高工作人员的安全性。

Description

一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置

技术领域

本发明涉及锚杆支护技术领域，具体是一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置。

背景技术

锚杆是当代煤矿中巷道支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩束缚在一起，使围岩自身支护自身，锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处，能很好的加固巷道中的围岩。

但是，现有的锚杆支护一般在送入钻孔内后，在注浆锚固前，一旦地层压力过大，锚杆在地层压力的冲击下，其自身的承载力根本无法抵挡住地层的冲击压力，导致锚杆的位置发生移动，而且，锚杆即使在锚固后，也很容易导致轴向的移动而使得自由段的施加的预应力变小，导致锚杆的紧固效果降低，尤其是对于大断面快速掘进的巷道来说，由于锚固注浆后时间段，而预紧力过大，该现象更容易发生，进而导致围岩坍塌，从而发生不可抗的安全事故，而且，对于一些软岩的锚固中，由于软岩松动可能会导致锚杆的位置发生移动，导致锚杆脱离地层无法起到承压作用从而发生危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，包括锚杆体，所述锚杆体的外侧设有壳体，所述壳体的前端安装有导引尖头，其特征在于，所述锚杆体的伸入锚固钻孔的前端内部设置有沿着锚杆体的径向方向延伸的定位杆，所述定位杆能够在所述锚杆体伸入所述锚固钻孔内在驱动组件的驱动下伸入锚固钻孔内侧的切槽内，以便对所述锚杆体进行定位；所述定位杆定位后，所述锚杆体内能够注入锚固浆，以便对定位杆以及锚杆体进行锚固固定。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动组件包括转动盘、传动杆、齿条、第一从动轮和第二从动轮，其中，所述锚杆体的后端安装有转动盘，所述转动盘的外端安装有驱动连接件，所述转动盘的外周设有主动轮，所述锚杆体内部中心通孔内安装有传动杆，所述传动杆的前端安装有第二从动轮，所述传动杆的后端安装有第一从动轮，所述锚杆体内部径向延伸安装有径向导向滑动的齿条，所述主动轮与第一从动轮啮合传动连接，所述齿条与第二从动轮啮合传动连接，所述齿条的一侧固定安装有所述定位杆，通过所述转动盘驱动所述传动杆转动，进而使得所述齿条上的定位杆沿着锚杆体的径向方向向外伸出进而伸入限位在钻孔切槽内。

作为本发明再进一步的方案：所述传动杆上设置有中空孔，利用所述中空孔实现注浆处理，所述锚杆体的位于所述定位杆的位置设置有径向孔，以便使得所述定位杆能够伸出所述径向孔。

作为本发明再进一步的方案：所述锚杆体的外侧设有壳体，壳体起到对内部锚杆体的保护与支撑作用，所述壳体上密集设置有出液孔，壳体的前端安装所述导引尖头，导引尖头在钻入对所述锚杆体和壳体进入钻孔进行导向，导引尖头为前端尖后端圆的结构，且导引尖头后端的直径与壳体的直径相等。

作为本发明再进一步的方案：所述锚杆体的外侧与壳体的内侧位置之间还连接有弹簧，所述弹簧的外侧套设有内圆管和外圆管，所述弹簧的一侧设有瓦斯检测传感器，所述锚杆体的外表面与所述外壳之间还安装有对瓦斯检测传感器进行保护的保护座。

作为本发明再进一步的方案：所述转动盘的表面贯穿有转动孔，所述锚杆体的表面开设有定位孔，通过所述定位孔和转动孔对所述转动盘进行定位。

作为本发明再进一步的方案：所述转动孔与定位孔的内部滑动连接有定位柱，所述转动孔、定位孔、定位柱的直径相等。

作为本发明再进一步的方案：所述内圆管安装在壳体的内表面，所述外圆管安装在锚杆体的外表面。

作为本发明再进一步的方案：所述保护座内部还设有减震座，所述减震座上穿过设置有与瓦斯检测传感器连接的信号线。

作为本发明再进一步的方案：所述锚杆体与所述壳体之间设置有注浆腔体，所述定位杆伸出所述壳体外

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设计新颖，结构简单，使用方便，两个定位杆同时插入锚固钻孔内侧的切槽内，使锚杆不会发生位移，防止软岩松动或者预紧力导致的锚杆体轴向方向上向外侧滑动发生危险，当转动驱动连接件转动主动轮时，齿条左侧的定位杆向上运动，齿条右侧的定位杆向下运动，将两个定位杆伸入钻孔切槽内，实现了该锚杆体的固定；在注浆前，当地层表面产生压力时，弹簧可起到减震的效果，防止瞬间压力过大将锚杆体压断，对内部的锚杆体进行支撑保护，外圆管和内圆管使得弹簧只能在轴向方向上运动，使得弹簧的位置不会偏移，起到更好的支撑减震效果；瓦斯检测传感器能够将检测到的浓度发送给集中管理中心，以便于对瓦斯进行控制，提高工作人员的安全性。

附图说明

图1为一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置的结构示意图；

图2为一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置中传动杆的结构示意图；

图3为一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置中弹簧的结构示意图；

图4为一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置中锚杆体内部的侧向剖视结构示意图；

图5为一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置中锚杆体内部的主视剖视结构示意图。

图中：1、锚杆体；2、壳体；3、导引尖头；4、转动盘；5、驱动连接件；6、主动轮；7、传动杆；8、第一从动轮；9、齿条；10、定位杆；11、转动孔；12、定位孔；13、定位柱；14、弹簧；15、内圆管；16、外圆管；17、瓦斯检测传感器；18、保护座；19、减震座；20、信号线；21、第二从动轮；22、径向通孔。

具体实施方式

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，包括锚杆体1，所述锚杆体1的外侧设有壳体2，所述壳体2的前端安装有导引尖头3，其特征在于，所述锚杆体1的伸入锚固钻孔的前端内部设置有沿着锚杆体的径向方向延伸的定位杆 10，所述定位杆10能够在所述锚杆体1伸入所述锚固钻孔内在驱动组件的驱动下伸入锚固钻孔内侧的切槽内，以便对所述锚杆体进行定位；所述定位杆10定位后，所述锚杆体1 内能够注入锚固浆，以便对定位杆以及锚杆体1进行锚固固定。

在本实施例中，所述驱动组件包括转动盘4、传动杆7、齿条9、第一从动轮8和第二从动轮21，其中，所述锚杆体1的后端安装有转动盘4，所述转动盘4的外端安装有驱动连接件5，所述转动盘4的外周设有主动轮6，所述锚杆体1内部中心通孔内安装有传动杆7，所述传动杆7的前端安装有第二从动轮21，所述传动杆7的后端安装有第一从动轮 8，所述锚杆体1内部径向延伸安装有径向导向滑动的齿条9，所述主动轮6与第一从动轮 8啮合传动连接，所述齿条9与第二从动轮21啮合传动连接，所述齿条9的一侧固定安装有所述定位杆10，通过所述转动盘4驱动所述传动杆7转动，进而使得所述齿条9上的定位杆10沿着锚杆体1的径向方向向外伸出进而伸入限位在钻孔切槽内。

其中，所述传动杆7上设置有中空孔23，利用所述中空孔23实现注浆处理，所述锚杆体1的位于所述定位杆的位置设置有径向孔22，以便使得所述定位杆能够伸出所述径向孔，所述锚杆体1的外侧设有壳体2，壳体2起到对内部锚杆体1的保护与支撑作用，所述壳体2上密集设置有出液孔，壳体2的前端安装所述导引尖头3，导引尖头3在钻入对所述锚杆体和壳体进入钻孔进行导向，导引尖头为前端尖后端圆的结构，且导引尖头3后端的直径与壳体2的直径相等。

此外，作为更佳的实施例，所述锚杆体1的外侧与壳体2的内侧位置之间还连接有弹簧14，所述弹簧14的外侧套设有内圆管15和外圆管16，所述弹簧14的一侧设有瓦斯检测传感器17，所述锚杆体1的外表面与所述外壳之间还安装有对瓦斯检测传感器进行保护的保护座18。

所述转动盘4的表面贯穿有转动孔11，所述锚杆体1的表面开设有定位孔12，通过所述定位孔12和转动孔11对所述转动盘进行定位。所述转动孔11与定位孔12的内部滑动连接有定位柱13，所述转动孔11、定位孔12、定位柱13的直径相等。所述内圆管15 安装在壳体2的内表面，所述外圆管16安装在锚杆体1的外表面。所述保护座18内部还设有减震座19，所述减震座19上穿过设置有与瓦斯检测传感器连接的信号线20。所述锚杆体与所述壳体2之间设置有注浆腔体，所述定位杆伸出所述壳体2外

本发明结构合理，在转动盘4的表面贯穿有转动孔11，锚杆体1的表面开设有定位孔 12，转动孔11与定位孔12的内部滑动连接有定位柱13，转动孔11、定位孔12、定位柱 13的直径相等，将定位杆10插入到所需的位置后，将转动盘4表面的转动孔11对准锚杆体1表面的定位孔12，将定位柱13同时插入转动孔11和定位孔12中后，使得转动盘4 不再转动，实现了定位杆10的位置固定。本发明当地层表面产生压力时，弹簧14可起到减震的效果，防止瞬间压力过大将锚杆体1压断，对内部的锚杆体1进行支撑保护，外圆管16和内圆管15使得弹簧14只能在轴向方向上运动，使得弹簧14的位置不会偏移，起到更好的支撑减震效果。

本发明的工作原理是：当将锚杆体送入锚固钻孔后，

摇动驱动连接件后，转动盘4和主动轮6同步转动，主动轮6带动第一从动轮8转动，第二转动轮转动带动齿条9在竖直方向上下移动，使得定位杆10伸入锚固钻孔内部的切槽内，

使锚杆不会发生位移，然后将转动盘4表面的转动孔11对准锚杆体1表面的定位孔12，将定位柱13同时插入转动孔11和定位孔12中后，使得转动盘4不再转动，实现了定位杆10的位置固定，利用传动杆7注入锚固浆液，注浆后，利用预紧力进行预紧，注浆过程中，保护座18和减震座19能够对瓦斯检测传感器17进行保护，瓦斯检测传感器 17将监测的瓦斯传给控制中心，进行集中控制，保证了安全性。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，包括锚杆体(1)，所述锚杆体(1)的外侧设有壳体(2)，所述壳体(2)的前端安装有导引尖头(3)，其特征在于，所述锚杆体(1)的伸入锚固钻孔的前端内部设置有沿着锚杆体的径向方向延伸的定位杆(10)，所述定位杆(10)能够在所述锚杆体(1)伸入所述锚固钻孔内在驱动组件的驱动下伸入锚固钻孔内侧的切槽内，以便对所述锚杆体进行定位；所述定位杆(10)定位后，所述锚杆体(1)内能够注入锚固浆，以便对定位杆以及锚杆体(1)进行锚固固定。

2.根据权利要求1所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述驱动组件包括转动盘(4)、传动杆(7)、齿条(9)、第一从动轮(8)和第二从动轮(21)，其中，所述锚杆体(1)的后端安装有转动盘(4)，所述转动盘(4)的外端安装有驱动连接件(5)，所述转动盘(4)的外周设有主动轮(6)，所述锚杆体(1)内部中心通孔内安装有传动杆(7)，所述传动杆(7)的前端安装有第二从动轮(21)，所述传动杆(7)的后端安装有第一从动轮(8)，所述锚杆体(1)内部径向延伸安装有径向导向滑动的齿条(9)，所述主动轮(6)与第一从动轮(8)啮合传动连接，所述齿条(9)与第二从动轮(21)啮合传动连接，所述齿条(9)的一侧固定安装有所述定位杆(10)，通过所述转动盘(4)驱动所述传动杆(7)转动，进而使得所述齿条(9)上的定位杆(10)沿着锚杆体(1)的径向方向向外伸出进而伸入限位在钻孔切槽内。

3.根据权利要求2所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述传动杆(7)上设置有中空孔(23)，利用所述中空孔(23)实现注浆处理，所述锚杆体(1)的位于所述定位杆的位置设置有径向孔(22)，以便使得所述定位杆能够伸出所述径向孔。

4.根据权利要求2所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述锚杆体(1)的外侧设有壳体(2)，壳体(2)起到对内部锚杆体(1)的保护与支撑作用，所述壳体(2)上密集设置有出液孔，壳体(2)的前端安装所述导引尖头(3)，导引尖头(3)在钻入对所述锚杆体和壳体进入钻孔进行导向，导引尖头为前端尖后端圆的结构，且导引尖头(3)后端的直径与壳体(2)的直径相等。

5.根据权利要求2所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述锚杆体(1)的外侧与壳体(2)的内侧位置之间还连接有弹簧(14)，所述弹簧(14)的外侧套设有内圆管(15)和外圆管(16)，所述弹簧(14)的一侧设有瓦斯检测传感器(17)，所述锚杆体(1)的外表面与所述外壳之间还安装有对瓦斯检测传感器进行保护的保护座(18)。

6.根据权利要求1所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述转动盘(4)的表面贯穿有转动孔(11)，所述锚杆体(1)的表面开设有定位孔(12)，通过所述定位孔(12)和转动孔(11)对所述转动盘进行定位。

7.根据权利要求6所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述转动孔(11)与定位孔(12)的内部滑动连接有定位柱(13)，所述转动孔(11)、定位孔(12)、定位柱(13)的直径相等。

8.根据权利要求1所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述内圆管(15)安装在壳体(2)的内表面，所述外圆管(16)安装在锚杆体(1)的外表面。

9.根据权利要求1所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述保护座(18)内部还设有减震座(19)，所述减震座(19)上穿过设置有与瓦斯检测传感器连接的信号线(20)。

10.根据权利要求4所述的一种大断面快速掘进巷道与锚杆支护装置，其特征在于，所述锚杆体与所述壳体(2)之间设置有注浆腔体，所述定位杆伸出所述壳体(2)外。