CN109899097A - 机械联动抗拔锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锚杆技术领域，具体的说是机械联动抗拔锚杆，包括内杆、包裹在内杆外部的亲水层、贴合层、若干用于增加摩擦力的金属伞状摩擦片和无线通讯模块，亲水层内部还设置有用于检测岩石含水量的水量检测芯片和用于实时定位的GPS定位芯片，并且能够实现与外部通讯，内杆和亲水层之间还分布有弹簧和连接块，弹簧和连接块之间还设置有用于检测岩石震动的检测芯片，内杆端部位置设置有液压组件，液压组件包括主动杆、从动杆和液压缸，液压组件为伞撑结构，从动杆位于主动杆外部位置，且与摩擦片中部位置动连接，能够决应对矿洞发生震动和渗水情况时，无法能够自身调节锚固程度，同时把渗水或者震动向外界传输，让工作人员做好及时的应对。
Description
技术领域
本发明属于锚杆技术领域，具体的说是机械联动抗拔锚杆。
背景技术
锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，他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。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。
锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。
锚杆的力学作用主要有悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用、减跨作用、加固作用。
锚杆不但支护效果好，且用料省、施工简单、有利于机械化操作、施工速度快。但是锚杆不能封闭围岩，防止围岩风化；不能防止各锚杆之间裂隙岩石的剥落。
由于矿洞环境较为复杂，可能会遭遇到矿洞的坍塌和渗水，此种情况会导致锚杆的锚固性不佳，容易容易造成失锚的现象，本设计能够把传统的锚杆加以改进，在应对矿洞发生震动和渗水情况时，能够自身调节锚固程度，同时把渗水或者震动向外界传输，让工作人员做好及时的应对措施。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，以解决应对矿洞发生震动和渗水情况时，无法能够自身调节锚固程度，同时把渗水或者震动向外界传输，让工作人员做好及时的应对的问题，本发明提出了机械联动抗拔锚杆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：机械联动抗拔锚杆，包括内杆、包裹在内杆外部的亲水层、贴合层、若干用于增加摩擦力的金属伞状摩擦片和无线通讯模块；所述亲水层为遇水膨胀的亲水材料，能够减少内杆和贴合层之间的间隙；所述贴合层是一种能够实现与亲水层实现分离的套管，并且外表面还设置有若干用于防滑的凸起,锚杆在进行放杆、埋杆过程，外部贴合层能够和预先开设的孔洞内壁相互贴合并能够实现固定，中部的亲水层遇到水汽发生膨胀，缩小内杆和贴合层之间的间隙，增加锚杆的固定性，同时亲水层也能够有效的防护内杆，防止内杆受到损坏。
优选的，所述亲水层内部还设置有用于检测岩石含水量的水量检测芯片和用于实时定位的GPS定位芯片，并且能够实现与外部通讯，水量检测芯片和用于实时定位的GPS定位芯片设置在亲水层内部能够避免芯片的损伤，设置在亲水层内部的水量检测芯片能够检测岩层内部的含水量并做到比对，分辨矿洞是否发生渗水，GPS定位芯片能够实现精准定位并通过无线传输模块向外界进行数据传输，实现对具体位置渗水情况做到及时通讯，让工作人员能够提前预知，避免人员受伤。
优选的，所述内杆和亲水层之间还分布有振动弹簧和连接块；所述振动弹簧和连接块之间还设置有用于检测岩石震动的检测芯片，能够通过弹簧实现放大岩石震动，并通过岩石震动检测芯片进行检测，同时向外界传输信息，做到及时获取矿体或山体震动信息，避免人员受伤。
优选的，所述振动弹簧由两个截面结构为半圆状的钢柱和V形弹片组成，其中V形弹片包括一号V形弹片和二号V型弹片；所述一号V形弹片和二号V型弹片为间隔分布；所述一号V形弹片用于连接相对立的一组钢柱；所述二号V型弹片一端用于连接钢柱，另一端与相对立钢柱之间还设置有弧形弹片，实现对弹簧振动作用的放大，让震动检测更加准确，半圆状的钢柱的振动带动一号V形弹片和二号V型弹片的振动，从而带动弧形弹片的振动，放大了矿体或山体的震动，从而让检测芯片对山体的震动检测更加准确。
优选的，所述内杆端部位置设置有液压组件；所述液压组件包括主动杆、从动杆和液压缸；所述液压组件为伞撑结构；所述主动杆位于内杆同一纵向位置；所述从动杆位于主动杆外部位置，且与摩擦片中部位置转动连接；所述摩擦片位于主动杆顶部一端与其转动连接；所述液压缸内腔预设有液压油，通过主动杆、从动杆和液压缸的组合，吸收震动作用，从而带动从动杆向外支撑，增大了伞状摩擦片与岩石的摩擦力，提高了锚固质量，通过液压组件把山体的震动转换用作对主动杆的挤压，从而带动从动杆的支撑，增大了摩擦片与岩石的摩擦力，提高了锚固质量。
优选的，所述摩擦片外壁位置设置有锥形摩擦块；所述锥形摩擦块包括挤压楔形块和推出楔形块；所述挤压楔形块顶部一端设置有第一防滑凸刺；所述推出楔形块位于挤压楔形块两侧位置，且与其滑动连接，通过挤压楔形块和推出楔形块的组合增加摩擦接触点，提升锚固质量，通过第一防滑凸刺受到挤压尖端之后，位置下缩从而经由挤压楔形块挤出推出楔形块，增加了接触点，从而提升锚固质量。
优选的，所述推出楔形块侧壁位置还设置有第二防滑凸刺；所述第二防滑凸刺分为上下两段，且上下两段转动连接；所述推出楔形块侧壁位于第二防滑凸刺下侧位置还设置有推出杆；所述推出杆顶部位置设置有凹槽，所述凹槽内腔位置设置有可以与第二防滑凸刺相接触的挤压杆；所述挤压杆外壁且位于推出杆顶部内腔位置设置有加固杆，所述凹槽内腔底部位置设置有复位弹簧，通过第二防滑凸刺、推出杆和挤压杆实现对第二防滑凸刺的锁死固定，通过推出楔形块挤压，推出杆向外伸出，加固杆张开实现对挤压杆固定，从而卡死第二防滑凸刺，从而实现对第二防滑凸刺的固定。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的机械联动抗拔锚杆，解决传统锚杆在发生矿体震动或渗水容易发生锚杆锚固失效，同时无法对矿体可能产生的塌方和渗水情况无法做到及时向外界传输的问题。
2.本发明所述的机械联动抗拔锚杆，通过液压组件能够吸收框体的震动从而转换为组件内部的作用力，从而带动从动杆推动伞状摩擦片，从而增加锚杆和洞壁之间的锚固力。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的正视剖视图；
图2是本发明中振动检测结构图；
图3是本发明中弹簧钢柱剖视图；
图4是本发明中锥形摩擦块剖视图；
图5是本发明中工作时锥形摩擦块剖视图；
图6是本发明中图4中A处放大图；
图中：内杆1、亲水层2、贴合层3、伞状摩擦片4、弹簧5、钢柱51、一号V形弹片52、二号V形弹片53、弧形弹片54、连接块6、液压组件7、主动杆71、从动杆72、液压缸73、锥形摩擦块8、挤压楔形块81、推出楔形块82、第一防滑凸刺83、第二防滑凸刺84、推出杆9、凹槽10、挤压杆11、加固杆12。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的机械联动抗拔锚杆，包括内杆1、包裹在内杆1外部的亲水层2、贴合层3、若干用于增加摩擦力的金属伞状摩擦片4和无线通讯模块；所述亲水层2为遇水膨胀的亲水材料，能够减少内杆1和贴合层3之间的间隙；所述贴合层3是一种能够实现与亲水层2实现分离的套管，并且外表面还设置有若干用于防滑的凸起,锚杆在进行放杆、埋杆过程，外部贴合层3能够和预先开设的孔洞内壁相互贴合并能够实现固定，中部的亲水层遇到水汽发生膨胀，缩小内杆1和贴合层3之间的间隙，增加锚杆的固定性，同时亲水层2也能够有效的防护内杆1，防止内杆1受到损坏。
作为本发明的一种实施方式，所述亲水层2内部还设置有用于检测岩石含水量的水量检测芯片和用于实时定位的GPS定位芯片，并且能够实现与外部通讯，水量检测芯片和用于实时定位的GPS定位芯片设置在亲水层2内部能够避免芯片的损伤，设置在亲水层2内部的水量检测芯片能够检测岩层内部的含水量并做到比对，分辨矿洞是否发生渗水，GPS定位芯片能够实现精准定位并通过无线传输模块向外界进行数据传输，实现对具体位置渗水情况做到及时通讯，让工作人员能够提前预知，避免人员受伤。
作为本发明的一种实施方式，所述内杆1和亲水层2之间还分布有振动弹簧5和连接块6；所述振动弹簧5和连接块6之间还设置有用于检测岩石震动的检测芯片，能够通过弹簧5实现放大岩石震动，并通过岩石震动检测芯片进行检测，同时向外界传输信息，做到及时获取矿体或山体震动信息，避免人员受伤。
作为本发明的一种实施方式，所述振动弹簧5由两个截面结构为半圆状的钢柱51和V形弹片组成，其中V形弹片包括一号V形弹片52和二号V型弹片53；所述一号V形弹片52和二号V型弹片53为间隔分布；所述一号V形弹片52用于连接相对立的一组钢柱51；所述二号V型弹片53一端用于连接钢柱51，另一端与相对立钢柱之间还设置有弧形弹片54，实现对弹簧振动作用的放大，让震动检测更加准确，半圆状的钢柱51的振动带动一号V形弹片52和二号V型弹片53的振动，从而带动弧形弹片54的振动，放大了矿体或山体的震动，从而让检测芯片对山体的震动检测更加准确。
作为本发明的一种实施方式，所述内杆1端部位置设置有液压组件7；所述液压组件7包括主动杆71、从动杆72和液压缸73；所述液压组件7为伞撑结构；所述主动杆71位于内杆1同一纵向位置；所述从动杆72位于主动杆71外部位置，且与摩擦片4中部位置转动连接；所述摩擦片4位于主动杆71顶部一端与其转动连接；所述液压缸73内腔预设有液压油，通过主动杆71、从动杆72和液压缸73的组合，吸收震动作用，从而带动从动杆72向外支撑，增大了伞状摩擦片4与岩石的摩擦力，提高了锚固质量，通过液压组件7把山体的震动转换用作对主动杆71的挤压，从而带动从动杆72的支撑，增大了摩擦片与岩石的摩擦力，提高了锚固质量。
作为本发明的一种实施方式，所述摩擦片4外壁位置设置有锥形摩擦块8；所述锥形摩擦块8包括挤压楔形块81和推出楔形块82；所述挤压楔形块81顶部一端设置有第一防滑凸刺83；所述推出楔形块82位于挤压楔形块81两侧位置，且与其滑动连接，通过挤压楔形块81和推出楔形块82的组合增加摩擦接触点，提升锚固质量，通过第一防滑凸刺83受到挤压尖端之后，位置下缩从而经由挤压楔形块81挤出推出楔形块82，增加了接触点，从而提升锚固质量。
作为本发明的一种实施方式，所述推出楔形块82侧壁位置还设置有第二防滑凸刺84；所述第二防滑凸刺84分为上下两段，且上下两段转动连接；所述推出楔形块82侧壁位于第二防滑凸刺84下侧位置还设置有推出杆9；所述推出杆9顶部位置设置有凹槽10，所述凹槽10内腔位置设置有可以与第二防滑凸刺84相接触的挤压杆11；所述挤压杆11外壁且位于推出杆9顶部内腔位置设置有加固杆12，所述凹槽10内腔底部位置设置有复位弹簧13，通过第二防滑凸刺84、推出杆9和挤压杆11实现对第二防滑凸刺84的锁死固定，通过推出楔形块82挤压，推出杆9向外伸出，加固杆12张开实现对挤压杆11固定，从而卡死第二防滑凸刺84，从而实现对第二防滑凸刺84的固定。
工作时，锚杆本体订入预先开设的孔洞，锚杆本体进入之后，外部的贴合层3与孔洞内壁固定，同时贴合层3与内杆1外部的亲水层2实现分离，此时亲水层2内部的亲水材料能够吸收水分实现膨胀，填充内杆1和贴合层3之间的间隙，固定的更加牢固，亲水层2内部的水量检测芯片能够针对矿洞内部的水量进行检测，弹簧5由两个截面结构为半圆状的钢柱51和V形弹片组成,能够通过弹簧放大矿体或山体的震动，能够让岩石震动检测芯片检测更加准确,通过弹簧5拉接的岩石震动检测芯片能够实现对岩石震动的放大并做以检测，同时通过GPS定位芯片能够实现定位功能，并通过无线通讯模块实现外界的传输，能够让工作人员在具体的位置是否发生了渗水和塌方，当矿洞内部发生震动时，震动的作用力作用到液压组件7的端部，通过主动杆71压缩液压油带动从动杆72进行支撑伞状摩擦片4，能够增加伞状摩擦片4与洞壁的贴合力，同时伞状摩擦片4上的锥形摩擦块8为分层设计，锥形摩擦块8端部的第一防滑凸刺83受到挤压，然后通过挤压楔形块81推动推出楔形块82从而增加了接触点，增加摩擦力，推出楔形块82受到挤压之后，第二防滑凸刺84和推出杆9外露，加固杆12张开实现对挤压杆11固定，从而卡死第二防滑凸刺84，从而实现对第二防滑凸刺的固定，从而进一步的增大摩擦力，提升锚固效果，避免锚杆锚固失效。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.机械联动抗拔锚杆，其特征在于：包括内杆(1)、包裹在内杆(1)外部的亲水层(2)、贴合层(3)、若干用于增加摩擦力的金属伞状摩擦片(4)和无线通讯模块；所述亲水层(2)为遇水膨胀的亲水材料，能够减少内杆(1)和贴合层(3)之间的间隙；所述贴合层(3)是一种能够实现与亲水层(2)实现分离的套管，并且外表面还设置有若干用于防滑的凸起。
2.根据权利要求1所述的机械联动抗拔锚杆，其特征在于：所述亲水层(2)内部还设置有用于检测岩石含水量的水量检测芯片和用于实时定位的GPS定位芯片，并且能够实现与外部通讯。
3.根据权利要求1所述的机械联动抗拔锚杆，其特征在于：所述内杆(1)和亲水层(2)之间还分布有振动弹簧(5)和连接块(6)；所述振动弹簧(5)和连接块(6)之间还设置有用于检测岩石震动的检测芯片。
4.根据权利要求3所述的机械联动抗拔锚杆，其特征在于：所述振动弹簧(5)由两个截面结构为半圆状的钢柱(51)和V形弹片组成，其中V形弹片包括一号V形弹片(52)和二号V型弹片(53)；所述一号V形弹片(52)和二号V型弹片(53)为间隔分布；所述一号V形弹片(52)用于连接相对立的一组钢柱(51)；所述二号V型弹片(53)一端用于连接钢柱(51)，另一端与相对立钢柱之间还设置有弧形弹片(54)，实现对弹簧振动作用的放大，让震动检测更加准确。
5.根据权利要求1所述的机械联动抗拔锚杆，其特征在于：所述内杆(1)端部位置设置有液压组件(7)；所述液压组件(7)包括主动杆(71)、从动杆(72)和液压缸(73)；所述液压组件(7)为伞撑结构；所述主动杆(71)位于内杆(1)同一纵向位置；所述从动杆(72)位于主动杆(71)外部位置，且与摩擦片(4)中部位置转动连接；所述摩擦片(4)位于主动杆(71)顶部一端与其转动连接；所述液压缸(73)内腔预设有液压油，通过主动杆(71)、从动杆(72)和液压缸(73)的组合，吸收震动作用，从而带动从动杆(72)向外支撑，增大了伞状摩擦片(4)与岩石的摩擦力，提高了锚固质量。
6.根据权利要求5所述的机械联动抗拔锚杆，其特征在于：所述摩擦片(4)外壁位置设置有锥形摩擦块(8)；所述锥形摩擦块(8)包括挤压楔形块(81)和推出楔形块(82)；所述挤压楔形块(81)顶部一端设置有第一防滑凸刺(83)；所述推出楔形块(82)位于挤压楔形块(81)两侧位置，且与其滑动连接，通过挤压楔形块(81)和推出楔形块(82)的组合增加摩擦接触点，提升锚固质量。
7.根据权利要求6所述的机械联动抗拔锚杆，其特征在于：所述推出楔形块(82)侧壁位置还设置有第二防滑凸刺(84)；所述第二防滑凸刺(84)分为上下两段，且上下两段转动连接；所述推出楔形块(82)侧壁位于第二防滑凸刺(84)下侧位置还设置有推出杆(9)；所述推出杆(9)顶部位置设置有凹槽(10)，所述凹槽(10)内腔位置设置有可以与第二防滑凸刺(84)相接触的挤压杆(11)；所述挤压杆(11)外壁且位于推出杆(9)顶部内腔位置设置有加固杆(12)，所述凹槽(10)内腔底部位置设置有复位弹簧(13)，通过第二防滑凸刺(84)、推出杆(9)和挤压杆(11)实现对第二防滑凸刺(84)的锁死固定。
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