CN110566257B - 一种柔性锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锚杆技术领域，具体的说是一种柔性锚杆，包括锚杆结构、高度调节机构、多节支撑结构和封堵结构，锚杆结构的中部安装有高度调节机构，锚杆结构的两端均安装有封堵结构，锚杆结构的外侧连接有多节支撑结构，锚杆结构包括支撑杆、一号外螺纹、旋转套、一号铰接座、嵌入头、喷浆孔、灌浆头、灌浆口、注浆空腔和限位环，两个支撑杆的外侧均固定套设有两个限位环，本发明所述的一种柔性锚杆，通过锚杆结构和高度调节机构的设置，将支撑杆插入底部槽孔内，保持支撑杆垂直，转动转动杆，使得横杆转动，由于两个二号外螺纹的螺纹方向相反，在横杆转动的同时，两个螺纹套会相互靠近。
Description
技术领域
本发明涉及锚杆技术领域，具体说是一种柔性锚杆。
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，巷道，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。
现有锚杆为单体化结构，巷道内需要锚杆打孔注浆，而巷道内多为高度不一，对于不同高度且有弧度的巷道，在打孔过程中，其振动会引起巷道顶部及侧部的塌陷，这给锚杆安装带来不便，且现有锚杆仅采用垂直支撑的方式，受力点过于集中，极易造成支撑部位塌陷的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种柔性锚杆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性锚杆，包括锚杆结构、高度调节机构、多节支撑结构和封堵结构，所述锚杆结构的中部安装有高度调节机构，所述锚杆结构的两端均安装有封堵结构，所述锚杆结构的外侧连接有多节支撑结构。
具体的，所述锚杆结构包括支撑杆、一号外螺纹、旋转套、一号铰接座、嵌入头、喷浆孔、灌浆头、灌浆口、注浆空腔和限位环，两个所述支撑杆的外侧均固定套设有两个限位环，所述支撑杆的外侧且位于两个限位环之间套设有旋转套，所述旋转套侧壁固定连接有一号铰接座，两个所述支撑杆相互远离的一端均固定连接有嵌入头，所述嵌入头外壁均设有若干喷浆孔，两个所述支撑杆相互接近的一端均固定连接有灌浆头，所述灌浆头外壁均设有灌浆口，所述支撑杆内设有注浆空腔，所述支撑杆外壁且位于限位环的一侧均设有一号外螺纹。
具体的，所述高度调节机构包括一号固定套筒、二号铰接座、一号转销、二号转销、斜杆、横杆、固定块、转动杆、螺纹套、三号铰接座、中心柱和二号外螺纹，两个所述一号固定套筒分别固定套设在两个支撑杆的外侧，所述一号固定套筒的两侧均设置有二号铰接座，两个所述一号固定套筒之间设有中心柱，所述中心柱的两侧均固定连接有横杆，所述横杆远离中心柱的一端均固定连接有固定块，所述固定块的外侧均固定连接有两个转动杆，所述横杆的外侧均套设有螺纹套，所述螺纹套的两侧均固定连接有三号铰接座，相邻所述三号铰接座和二号铰接座之间均设有斜杆，所述斜杆的一端通过一号转销与二号铰接座铰接，所述斜杆的另一端通过二号转销与三号铰接座铰接。
具体的，所述多节支撑结构包括一号螺纹杆、三号转销、一号调节套、二号螺纹杆、四号转销、四号铰接座、三号螺纹杆、二号调节套、二号固定套筒、脚垫，两个所述一号螺纹杆分别通过三号转销与一号铰接座铰接，所述一号螺纹杆的一侧均设有二号螺纹杆，相邻所述二号螺纹杆和一号螺纹杆均通过一号调节套连接，所述二号螺纹杆远离一号螺纹杆的一侧设有两个三号螺纹杆，两个所述三号螺纹杆通过二号调节套连接，所述三号螺纹杆相互远离的一端均固定连接有脚垫，所述三号螺纹杆的外侧均固定连接有二号固定套筒，所述二号固定套筒的外侧均固定连接有四号铰接座，所述二号螺纹杆远离一号螺纹杆的一端均通过四号转销与相邻的四号铰接座铰接，所述一号调节套和二号调节套内均设有容纳腔，所述容纳腔的两端均设有一号内螺纹。
具体的，所述封堵结构包括旋拧套、限位套、环槽、外延板和防滑纹，两个所述旋拧套分别套设在两个一号外螺纹的外侧，所述旋拧套相对的侧面上均固定连接有限位套，所述限位套的外侧设有环槽，所述环槽内套设有外延板，所述旋拧套的外侧设有外螺纹，所述旋拧套内均设有二号内螺纹，所述旋拧套与一号外螺纹螺纹配合。
具体的，所述喷浆孔和灌浆口均与注浆空腔连通，两个所述支撑杆位于同一直线上。
具体的，两个所述二号外螺纹的螺纹方向相反，所述螺纹套与二号外螺纹螺纹配合。
具体的，相邻所述一号内螺纹的螺纹方向相反，所述三号螺纹杆与支撑杆相互平行设置。
本发明的有益效果：
（1）本发明所述的一种柔性锚杆，通过锚杆结构和高度调节机构的设置，将支撑杆插入底部槽孔内，保持支撑杆垂直，转动转动杆，使得横杆转动，由于两个二号外螺纹的螺纹方向相反，在横杆转动的同时，两个螺纹套会相互靠近，两个铰接的斜杆将会顶推一号固定套筒，使得两个一号固定套筒相互远离，使得嵌入头能够深入槽孔深处，进一步地，支撑杆内设有容纳腔，从灌浆口加压注入水泥浆，可将水泥浆引入嵌入头内，水泥浆从喷浆孔喷出，从而可填满岩层间隙，待水泥浆凝固后，断裂的岩层和水泥浆可形成稳固结构，从而避免顶部岩层掉落，也能加强巷道底部的支撑强度，提升巷道安全。
（2）本发明所述的一种柔性锚杆，通过多节支撑结构和封堵结构的设置，转动旋拧套，旋拧套与一号外螺纹螺纹配合，使得限位套带动外延板移动，外延板能够抵压在槽孔开口处，可有效扩展支撑面积，且外延板紧压槽孔开口，避免水泥浆外泄，再转动二号调节套，相邻一号内螺纹的螺纹方向相反，在二号调节套转动的同时，两个三号螺纹杆则相互远离，使得脚垫可支撑在巷道的近弧形侧壁上，巷道顶壁的压力可通过一号螺纹杆和二号螺纹杆作用在侧壁上，从而提升了支护效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种柔性锚杆的结构示意图；
图2为本发明提供的一种柔性锚杆的高度调节机构结构图；
图3为本发明提供的一种柔性锚杆中灌浆头的结构剖视图；
图4为本发明提供的一种柔性锚杆中封堵结构的剖视图；
图5为本发明提供的一种柔性锚杆中二号调节套的剖视图；
图6为本发明提供的一种柔性锚杆图1中的A处放大图。
图中：1、锚杆结构；11、支撑杆；12、一号外螺纹；13、旋转套；14、一号铰接座；15、嵌入头；16、喷浆孔；17、灌浆头；18、灌浆口；19、注浆空腔；110、限位环；2、高度调节机构；21、一号固定套筒；22、二号铰接座；23、一号转销；24、二号转销；25、斜杆；26、横杆；27、固定块；28、转动杆；29、螺纹套；210、三号铰接座；211、中心柱；212、二号外螺纹；3、多节支撑结构；31、一号螺纹杆；32、三号转销；33、一号调节套；34、二号螺纹杆；35、二号转销；36、四号铰接座；37、三号螺纹杆；38、二号调节套；39、二号固定套筒；310、脚垫；311、容纳腔；312、一号内螺纹；4、封堵结构；41、旋拧套；42、限位套；43、环槽；44、外延板；45、防滑纹；46、二号内螺纹。
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-图6所示，本发明所述的一种柔性锚杆，包括锚杆结构1、高度调节机构2、多节支撑结构3和封堵结构4，所述锚杆结构1的中部安装有高度调节机构2，所述锚杆结构1的两端均安装有封堵结构4，所述锚杆结构1的外侧连接有多节支撑结构3，由锚杆结构1支撑巷道，由高度调节机构2调整锚杆结构1的长度，可满足不同高度巷道的使用要求，由多节支撑结构3进行辅助支撑，不仅能对垂直高度的岩层进行支护，还可对巷道的侧壁进行支护，同时增加了受力点，使得支撑结构更加牢固，由封堵结构4扩展支撑面积。
具体的，所述锚杆结构1包括支撑杆11、一号外螺纹12、旋转套13、一号铰接座14、嵌入头15、喷浆孔16、灌浆头17、灌浆口18、注浆空腔19和限位环110，两个所述支撑杆11的外侧均固定套设有两个限位环110，所述支撑杆11的外侧且位于两个限位环110之间套设有旋转套13，所述旋转套13侧壁固定连接有一号铰接座14，两个所述支撑杆11相互远离的一端均固定连接有嵌入头15，所述嵌入头15外壁均设有若干喷浆孔16，两个所述支撑杆11相互接近的一端均固定连接有灌浆头17，所述灌浆头17外壁均设有灌浆口18，所述支撑杆11内设有注浆空腔19，所述支撑杆11外壁且位于限位环110的一侧均设有一号外螺纹12，支撑杆11内设有容纳腔311，从灌浆口18加压注入水泥浆，可将水泥浆引入嵌入头15内，水泥浆从喷浆孔16喷出，从而可填满岩层间隙，外延板44紧压槽孔开口，避免水泥浆外泄，待水泥浆凝固后，断裂的岩层和水泥浆可形成稳固结构，从而避免顶部岩层掉落，也能加强巷道底部的支撑强度，提升巷道安全。
具体的，所述高度调节机构2包括一号固定套筒21、二号铰接座22、一号转销23、二号转销24、斜杆25、横杆26、固定块27、转动杆28、螺纹套29、三号铰接座210、中心柱211和二号外螺纹212，两个所述一号固定套筒21分别固定套设在两个支撑杆11的外侧，所述一号固定套筒21的两侧均设置有二号铰接座22，两个所述一号固定套筒21之间设有中心柱211，所述中心柱211的两侧均固定连接有横杆26，所述横杆26远离中心柱211的一端均固定连接有固定块27，所述固定块27的外侧均固定连接有两个转动杆28，所述横杆26的外侧均套设有螺纹套29，所述螺纹套29的两侧均固定连接有三号铰接座210，相邻所述三号铰接座210和二号铰接座22之间均设有斜杆25，所述斜杆25的一端通过一号转销23与二号铰接座22铰接，所述斜杆25的另一端通过二号转销24与三号铰接座210铰接，先在巷道的顶部和底部开设槽孔，随后将支撑杆11插入底部槽孔内，保持支撑杆11垂直，转动转动杆28，使得横杆26转动，由于两个二号外螺纹212的螺纹方向相反，在横杆26转动的同时，两个螺纹套29会相互靠近，两个铰接的斜杆25将会顶推一号固定套筒21，使得两个一号固定套筒21相互远离，使得嵌入头15能够深入槽孔深处。
具体的，所述多节支撑结构3包括一号螺纹杆31、三号转销32、一号调节套33、二号螺纹杆34、四号转销35、四号铰接座36、三号螺纹杆37、二号调节套38、二号固定套筒39、脚垫310，两个所述一号螺纹杆31分别通过三号转销32与一号铰接座14铰接，所述一号螺纹杆31的一侧均设有二号螺纹杆34，相邻所述二号螺纹杆34和一号螺纹杆31均通过一号调节套33连接，所述二号螺纹杆34远离一号螺纹杆31的一侧设有两个三号螺纹杆37，两个所述三号螺纹杆37通过二号调节套38连接，所述三号螺纹杆37相互远离的一端均固定连接有脚垫310，所述三号螺纹杆37的外侧均固定连接有二号固定套筒39，所述二号固定套筒39的外侧均固定连接有四号铰接座36，所述二号螺纹杆34远离一号螺纹杆31的一端均通过四号转销35与相邻的四号铰接座36铰接，所述一号调节套33和二号调节套38内均设有容纳腔311，所述容纳腔311的两端均设有一号内螺纹312，再转动二号调节套38，相邻一号内螺纹312的螺纹方向相反，在二号调节套38转动的同时，两个三号螺纹杆37则相互远离，使得脚垫310可支撑在巷道的近弧形侧壁上，巷道顶壁的压力可通过一号螺纹杆31和二号螺纹杆34作用在侧壁上，从而提升了支护效果。
具体的，所述封堵结构4包括旋拧套41、限位套42、环槽43、外延板44和防滑纹45，两个所述旋拧套41分别套设在两个一号外螺纹12的外侧，所述旋拧套41相对的侧面上均固定连接有限位套42，所述限位套42的外侧设有环槽43，所述环槽43内套设有外延板44，所述旋拧套41的外侧设有外螺纹，所述旋拧套41内均设有二号内螺纹46，所述旋拧套41与一号外螺纹12螺纹配合，转动旋拧套41，旋拧套41与一号外螺纹12螺纹配合，使得限位套42带动外延板44移动，外延板44能够抵压在槽孔开口处，可有效扩展支撑面积。
具体的，所述喷浆孔16和灌浆口18均与注浆空腔19连通，两个所述支撑杆11位于同一直线上，方便注浆和调节操作。
具体的，两个所述二号外螺纹212的螺纹方向相反，所述螺纹套29与二号外螺纹212螺纹配合，可带两个螺纹套29同时靠近或同时远离。
具体的，相邻所述一号内螺纹312的螺纹方向相反，所述三号螺纹杆37与支撑杆11相互平行设置，能够调节相邻螺纹杆的间距。
在使用时，由锚杆结构1支撑巷道，由高度调节机构2调整锚杆结构1的长度，可满足不同高度巷道的使用要求，由多节支撑结构3进行辅助支撑，不仅能对垂直高度的岩层进行支护，还可对巷道的侧壁进行支护，同时增加了受力点，使得支撑结构更加牢固，由封堵结构4扩展支撑面积，进一步地，封堵结构4还可作为封堵灌浆使用，操作方式为：先在巷道的顶部和底部开设槽孔，随后将支撑杆11插入底部槽孔内，保持支撑杆11垂直，转动转动杆28，使得横杆26转动，由于两个二号外螺纹212的螺纹方向相反，在横杆26转动的同时，两个螺纹套29会相互靠近，两个铰接的斜杆25将会顶推一号固定套筒21，使得两个一号固定套筒21相互远离，使得嵌入头15能够深入槽孔深处，随后转动旋拧套41，旋拧套41与一号外螺纹12螺纹配合，使得限位套42带动外延板44移动，外延板44能够抵压在槽孔开口处，可有效扩展支撑面积，随后推动旋转套13转向，使得三号螺纹杆37靠近巷道侧壁，此时再转动二号调节套38，相邻一号内螺纹312的螺纹方向相反，在二号调节套38转动的同时，两个三号螺纹杆37则相互远离，使得脚垫310可支撑在巷道的近弧形侧壁上，巷道顶壁的压力可通过一号螺纹杆31和二号螺纹杆34作用在侧壁上，从而提升了支护效果，转动一号调节套33可有效调整一号螺纹杆31和二号螺纹杆34的长度，从而方便对不同侧壁弧度的巷道进行支撑，进一步地，支撑杆11内设有容纳腔311，从灌浆口18加压注入水泥浆，可将水泥浆引入嵌入头15内，水泥浆从喷浆孔16喷出，从而可填满岩层间隙，外延板44紧压槽孔开口，避免水泥浆外泄，待水泥浆凝固后，断裂的岩层和水泥浆可形成稳固结构，从而避免顶部岩层掉落，也能加强巷道底部的支撑强度，提升巷道安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种柔性锚杆，其特征在于，包括锚杆结构(1)、高度调节机构(2)、多节支撑结构(3)和封堵结构(4)，所述锚杆结构(1)的中部安装有高度调节机构(2)，所述锚杆结构(1)的两端均安装有封堵结构(4)，所述锚杆结构(1)的外侧连接有多节支撑结构(3)；
所述锚杆结构(1)包括支撑杆(11)、一号外螺纹(12)、旋转套(13)、一号铰接座(14)、嵌入头(15)、喷浆孔(16)、灌浆头(17)、灌浆口(18)、注浆空腔(19)和限位环(110)，两个所述支撑杆(11)的外侧均固定套设有两个限位环(110)，所述支撑杆(11)的外侧且位于两个限位环(110)之间套设有旋转套(13)，所述旋转套(13)侧壁固定连接有一号铰接座(14)，两个所述支撑杆(11)相互远离的一端均固定连接有嵌入头(15)，所述嵌入头(15)外壁均设有若干喷浆孔(16)，两个所述支撑杆(11)相互接近的一端均固定连接有灌浆头(17)，所述灌浆头(17)外壁均设有灌浆口(18)，所述支撑杆(11)内设有注浆空腔(19)，所述支撑杆(11)外壁且位于限位环(110)的一侧均设有一号外螺纹(12)；
所述高度调节机构(2)包括一号固定套筒(21)、二号铰接座(22)、一号转销(23)、二号转销(24)、斜杆(25)、横杆(26)、固定块(27)、转动杆(28)、螺纹套(29)、三号铰接座(210)、中心柱(211)和二号外螺纹(212)，两个所述一号固定套筒(21)分别固定套设在两个支撑杆(11)的外侧，所述一号固定套筒(21)的两侧均设置有二号铰接座(22)，两个所述一号固定套筒(21)之间设有中心柱(211)，所述中心柱(211)的两侧均固定连接有横杆(26)，所述横杆(26)远离中心柱(211)的一端均固定连接有固定块(27)，所述固定块(27)的外侧均固定连接有两个转动杆(28)，所述横杆(26)的外侧均套设有螺纹套(29)，所述螺纹套(29)的两侧均固定连接有三号铰接座(210)，相邻所述三号铰接座(210)和二号铰接座(22)之间均设有斜杆(25)，所述斜杆(25)的一端通过一号转销(23)与二号铰接座(22)铰接，所述斜杆(25)的另一端通过二号转销(24)与三号铰接座(210)铰接；
所述多节支撑结构(3)包括一号螺纹杆(31)、三号转销(32)、一号调节套(33)、二号螺纹杆(34)、四号转销(35)、四号铰接座(36)、三号螺纹杆(37)、二号调节套(38)、二号固定套筒(39)、脚垫(310)，两个所述一号螺纹杆(31)分别通过三号转销(32)与一号铰接座(14)铰接，所述一号螺纹杆(31)的一侧均设有二号螺纹杆(34)，相邻所述二号螺纹杆(34)和一号螺纹杆(31)均通过一号调节套(33)连接，所述二号螺纹杆(34)远离一号螺纹杆(31)的一侧设有两个三号螺纹杆(37)，两个所述三号螺纹杆(37)通过二号调节套(38)连接，所述三号螺纹杆(37)相互远离的一端均固定连接有脚垫(310)，所述三号螺纹杆(37)的外侧均固定连接有二号固定套筒(39)，所述二号固定套筒(39)的外侧均固定连接有四号铰接座(36)，所述二号螺纹杆(34)远离一号螺纹杆(31)的一端均通过四号转销(35)与相邻的四号铰接座(36)铰接，所述一号调节套(33)和二号调节套(38)内均设有容纳腔(311)，所述容纳腔(311)的两端均设有一号内螺纹(312)；
所述封堵结构(4)包括旋拧套(41)、限位套(42)、环槽(43)、外延板(44)和防滑纹(45)，两个所述旋拧套(41)分别套设在两个一号外螺纹(12)的外侧，所述旋拧套(41)相对的侧面上均固定连接有限位套(42)，所述限位套(42)的外侧设有环槽(43)，所述环槽(43)内套设有外延板(44)，所述旋拧套(41)的外侧设有外螺纹，所述旋拧套(41)内均设有二号内螺纹(46)，所述旋拧套(41)与一号外螺纹(12)螺纹配合；
所述喷浆孔(16)和灌浆口(18)均与注浆空腔(19)连通，两个所述支撑杆(11)位于同一直线上；
两个所述二号外螺纹(212)的螺纹方向相反，所述螺纹套(29)与二号外螺纹(212)螺纹配合；
相邻所述一号内螺纹(312)的螺纹方向相反，所述三号螺纹杆(37)与支撑杆(11)相互平行设置；
由锚杆结构(1)支撑巷道，由高度调节机构(2)调整锚杆结构(1)的长度，可满足不同高度巷道的使用要求，由多节支撑结构(3)进行辅助支撑，不仅能对垂直高度的岩层进行支护，还可对巷道的侧壁进行支护，同时增加了受力点，使得支撑结构更加牢固，由封堵结构(4)扩展支撑面积，进一步地，封堵结构(4)还可作为封堵灌浆使用，操作方式为：先在巷道的顶部和底部开设槽孔，随后将支撑杆(11)插入底部槽孔内，保持支撑杆(11)垂直，转动转动杆(28)，使得横杆(26)转动，由于两个二号外螺纹(212)的螺纹方向相反，在横杆(26)转动的同时，两个螺纹套(29)会相互靠近，两个铰接的斜杆(25)将会顶推一号固定套筒(21)，使得两个一号固定套筒(21)相互远离，使得嵌入头(15)能够深入槽孔深处，随后转动旋拧套(41)，旋拧套(41)与一号外螺纹(12)螺纹配合，使得限位套(42)带动外延板(44)移动，外延板(44)能够抵压在槽孔开口处，可有效扩展支撑面积，随后推动旋转套(13)转向，使得三号螺纹杆(37)靠近巷道侧壁，此时再转动二号调节套(38)，相邻一号内螺纹(312)的螺纹方向相反，在二号调节套(38)转动的同时，两个三号螺纹杆(37)则相互远离，使得脚垫(310)可支撑在巷道的近弧形侧壁上，巷道顶壁的压力可通过一号螺纹杆(31)和二号螺纹杆(34)作用在侧壁上，从而提升了支护效果，转动一号调节套(33)可有效调整一号螺纹杆(31)和二号螺纹杆(34)的长度，从而方便对不同侧壁弧度的巷道进行支撑，进一步地，支撑杆(11)内设有容纳腔(311)，从灌浆口(18)加压注入水泥浆，可将水泥浆引入嵌入头(15)内，水泥浆从喷浆孔(16)喷出，从而可填满岩层间隙，外延板(44)紧压槽孔开口，避免水泥浆外泄，待水泥浆凝固后，断裂的岩层和水泥浆可形成稳固结构，从而避免顶部岩层掉落，也能加强巷道底部的支撑强度，提升巷道安全。
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