CN109488354A - 一种可连接超长锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿巷道围岩支护装置领域，公开了一种连接超长锚杆，设置有第一钢杆体，第一钢杆体设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第一钢杆体第一连接头外螺纹，第二连接头设置有第一钢杆体第二连接头内螺纹；第二钢杆体设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第二钢杆体第一连接头外螺纹，第二连接头与锚具连接。本发明的锚杆既具有锚固深度大、承载能力高的优点，又具有延伸率高的特点；锚杆可以根据巷道实际情况进行增加和减小锚杆尺寸，达到稳定支护的效果；与普通锚杆相比，它的长度大，不受巷道空间的限制；与锚索相比，延伸率高，可有效维护巷道稳定，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明属于煤矿巷道围岩支护装置领域，尤其涉及一种连接超长锚杆。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
锚杆在煤矿巷道支护中广泛应用，目前我国锚杆长度一般不超过3.0m。当巷道顶板破碎厚度较大时，原来的短锚杆满足不了支护要求，容易出现冒顶事故。井下巷道的高度一般在2～3m，4～5m的锚杆由于巷道空间的限制无法施工，只能采用锚索对顶板进行控制。但是，锚索的延伸率低，巷道变形较大时很容易失效。而长锚杆的延伸率比锚索大，既有锚固深度大、承载能力高的优点，又能通过不断延伸杆体来释放部分围岩载荷，可有效维护巷道稳定。
综上所述，现有技术存在的问题是：
由于锚索的延伸率低，巷道变形较大时很容易失效。
解决上述技术问题的难度和意义：
锚索俗称钢绞线，有几根高强度钢丝组成，使用时需要有锚索张拉机具张拉，延伸率低。锚杆的延伸率一般不低于15％，而锚索的延伸率最大在3％。尤其是在大变形巷道中，巷道围岩变形严重，由于锚索延伸率低不能适应围岩的变形容易断裂，锚索因延伸率小而过早失效，导致局部掉顶现象，因此起不到很好的支护效果。
本发明采用超长锚杆具有延伸率高的特点，既能够满足锚杆支护长度的需要，又能克服锚索在井下应用时由于延伸量小而导致破断的弊端。施工中根据围岩赋存情况，组合成适用的长度进行围岩支护。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种连接超长锚杆。
本发明是这样实现的，一种连接超长锚杆设置有：第一钢杆体，第一钢杆体设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第一钢杆体第一连接头外螺纹，第二连接头设置有第一钢杆体第二连接头内螺纹。
进一步，所述第一钢杆体第二连接头通过第二连接头内螺纹和第二钢杆体第一连接头外螺纹与第二钢杆体第一连接头连接，第二连接头内螺纹和第二钢杆体第一连接头外螺纹与第二钢杆体形成连接装置。
进一步，所述第二钢杆体设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第二钢杆体第一连接头外螺纹，第二连接头与锚具连接。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明的锚杆既具有锚固深度大、承载能力高的优点，又具有延伸率高的特点；与锚索相比，延伸率高，可有效维护巷道稳定，具有广泛的实用性。锚杆可以根据巷道实际情况进行增加和减小锚杆尺寸，达到稳定支护的效果；与普通锚杆相比，它的长度大，不受巷道空间的限制。
根据常见锚杆的设计参数，利用模拟软件，模拟的时候改变锚杆长度，分别模拟锚杆长度为1m、2m、3.0m和4.0m的不同工况，不同锚杆长度作用下的模拟结果。不同锚杆长度作用下应力和锚固区厚度如表1所列。
随着锚杆长度的不断增加，围岩的锚固复合承载区压力连续，形成了有效的承载结构，且顶板的锚固复合承载区压力也在不断增加。由表1可知：①由厚度可知，随着锚杆长度的不断增加，压应力区和锚固复合承载压力区的厚度都在不断增加；②总体而言，锚杆长度的增加有利于增加锚固复合承载结构的厚度，提高了巷道围岩的稳定性，能够起到很好的支护效果。
表1 不同锚杆长度作用下应力区厚度
同时对不同锚杆支护的巷道的顶低板移近量进行监测，如图4所示。利用超长锚杆支护之后巷道围岩的顶底板移近量明显减小，与原来的普通锚杆相比巷道围岩移近量将近减小了1倍。可见对巷道围岩起到很好的锚固作用，防止了围岩的破坏。
附图说明
图1是本发明实施例提供的可连接超长锚杆的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的第一钢杆体结构示意图；
图3是本发明实施例提供的第二钢杆体结构示意图；
图4是本发明实施例提供的不同锚杆支护巷道围岩顶底板移近量示意图；
图中：1、第一钢杆体；2、第二钢杆体；3、连接装置；4、锚具；5、第一钢杆体第一连接头外螺纹；6、第一钢杆体第二连接头内螺纹；7、第二钢杆体第一连接头外螺纹。
图5是本发明实施例提供的巷道断面图。
图6是本发明实施例提供的锚杆支护后巷道断面形成的承载结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的锚杆既具有锚固深度大、承载能力高的优点，又具有延伸率高的特点；锚杆可以根据巷道实际情况进行增加和减小锚杆尺寸，达到稳定支护的效果；与普通锚杆相比，它的长度大，不受巷道空间的限制；与锚索相比，延伸率高，可有效维护巷道稳定，具有广泛的实用性。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1-图4所示，本发明实施例提供的可连接超长锚杆包括：第一钢杆体1、第二钢杆体2、连接装置3、锚具4、第一钢杆体第一连接头外螺纹5、第一钢杆体第二连接头内螺纹6、第二钢杆体第一连接头外螺纹7。
第一钢杆体1设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第一钢杆体第一连接头外螺纹5，第二连接头设置有第一钢杆体第二连接头内螺纹6。
第二钢杆体2设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第二钢杆体第一连接头外螺纹7，第二连接头与锚具4连接。
第一钢杆体1第二连接头通过第二连接头内螺纹6和第二钢杆体第一连接头外螺纹7与第二钢杆体2第一连接头连接，第二连接头内螺纹6和第二钢杆体第一连接头外螺纹7与第二钢杆体2形成连接装置3。
作为优选实施例，钢杆体直径为22～25mm，外螺纹段长30～50mm，且与钢杆体内螺纹规格匹配，保证杆体之间连接可靠。
作为优选实施例，接装置可以将钢杆体Ⅰ和钢杆体Ⅱ连接起来，由于钢杆体可以连接和拆卸，使锚杆长度不受巷道空间的限制。
本发明的工作原理为：
在煤矿井下当巷道顶板破碎厚度较大时，为防止出现冒顶事故，需要采用超长锚杆进行支护。在现场施工时先用锚杆钻机打好钻孔，钻孔的直径比锚杆直径略大，利用现场的安装机具往钻孔里塞锚杆第一钢杆体1，然后通过连接装置3再连接上锚杆第二钢杆体2，接着再往钻孔内注入锚固剂，锚固剂要推送到钻孔底部，而且要与锚杆充分接触，保证充分锚固，最后锁上锚具4，最后在锚具上加一定的预紧力。同时可以根据实际的巷道破坏情况增加锚杆第一钢杆体1的数量，以达到超长锚固的效果。锚杆现场施工方便，并且锚固深度大、承载能力高，而且有一定的延伸率，真正实现了有效控制巷道变形的目的。
根据常见锚杆的设计参数，利用模拟软件，模拟的时候改变锚杆长度，分别模拟锚杆长度为1m、2m、3.0m和4.0m的不同工况，不同锚杆长度作用下的模拟结果。不同锚杆长度作用下应力和锚固区厚度如表1所列。
随着锚杆长度的不断增加，围岩的锚固复合承载区压力连续，形成了有效的承载结构，且顶板的锚固复合承载区压力也在不断增加。由表1可知：①由厚度可知，随着锚杆长度的不断增加，压应力区和锚固复合承载压力区的厚度都在不断增加；②总体而言，锚杆长度的增加有利于增加锚固复合承载结构的厚度，提高了巷道围岩的稳定性，能够起到很好的支护效果。
表1 不同锚杆长度作用下应力区厚度
同时对不同锚杆支护的巷道的顶低板移近量进行监测，如图4所示。利用超长锚杆支护之后巷道围岩的顶底板移近量明显减小，与原来的普通锚杆相比巷道围岩移近量将近减小了1倍。可见对巷道围岩起到很好的锚固作用，防止了围岩的破坏。
在巷道周边形成根据要求间隔800mm安装上锚杆，图5，巷道开挖之后周边围岩变形大，而且比较破碎，在巷道周边打上钻孔，安装锚杆之后，由于锚固剂把锚杆与岩体紧密的联系在一起，形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体区域，将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，每根锚杆周围形成的锥形区域彼此重叠联结，形成了一个连续的区域，也即在巷道周边形成了与断面形状类似的承载结构，如图6所示，由于锚杆长度增加使得围岩周边形成的承载结构更厚，该结构不仅能保持自身的稳定，而且具有较强的承载能力，对围岩起到了很好的支护作用，防止了围岩的进一步破坏。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种连接超长锚杆，其特征在于，所述的连接超长锚杆设置有：
第一钢杆体；
第一钢杆体设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第一钢杆体第一连接头外螺纹，第二连接头设置有第一钢杆体第二连接头内螺纹。
2.如权利要求1所述的连接超长锚杆，其特征在于，所述第一钢杆体第二连接头通过第二连接头内螺纹和第二钢杆体第一连接头外螺纹与第二钢杆体第一连接头连接，第二连接头内螺纹和第二钢杆体第一连接头外螺纹与第二钢杆体形成连接装置。
3.如权利要求1所述的连接超长锚杆，其特征在于，所述第二钢杆体设置有第一连接头和第二连接头，第一连接头设置有第二钢杆体第一连接头外螺纹，第二连接头与锚具连接。
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| US20130115013A1 (en) * | 2010-06-10 | 2013-05-09 | Manchao He | Constant-resistance large-deformation anchor rod |
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| CN105649664A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-08 | 安徽理工大学 | 一种可连接超长锚杆 |
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2018
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