CN110700869B - 一种锚杆支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锚杆支护技术领域，公开了一种锚杆支护结构，本发明通过设置锚杆状态监测组件，锚杆状态监测组件能够对锚杆在锚固钻孔内的弯曲状态进行监测，并根据所述锚杆的弯曲状态来判断所述岩层或者煤层内的锚固与滑移情况，这样，可以实时的对煤层或岩层内的支护滑移情况进行监控，保证出现过大的滑移而导致滑移失控的问题，有效保证支护的安全性和可靠性，防止危险的发生；本发明锚杆状态监测组件采用偏压的方式监测，监测方式简单，当出现滑移时，锚杆会出现弯曲，锚杆的弯曲会使得锚杆状态监测组件出现偏压的受力问题，利用偏压即可对支护的滑移情况进行监测，监测与估算的方式简单，便于控制。
Description
技术领域
本发明涉及锚杆支护技术领域，具体是一种锚杆支护结构。
背景技术
目前，对于煤矿开采、岩土深基坑、隧道开采等地下硐室施工中来说，一般均采用锚杆以及锚索进行支护，锚杆支护一般利用金属的杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体、煤壁的预先钻好的孔中，依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。
但是，在采用锚杆支护后，虽然能够保证支护能力，但是，对于一些软岩等容易产生滑移的情况，在锚固支护一定时间后，如果岩层内出现的滑移部位较多或者滑移量较大，则锚杆会产生较大的弯曲，这种弯曲度达到一定程度后，其支护能力会大大下降，这就容易出现滑移失控的危险，极大的影响支护的安全性和可靠性。
因此，本发明提供了一种锚杆支护结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锚杆支护结构，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：
一种锚杆支护结构，包括围护挡板、锚杆、弹性防松机构、台座和垫块，其中，所述围护挡板抵靠支护于待锚固的岩层或者煤层外壁处；所述锚杆穿过所述围护挡板且伸入岩层或者煤层的锚固钻孔内；所述围护挡板的外侧采用所述弹性防松机构安装抵靠设置有所述台座，其特征在于，所述台座的外侧还设置有所述垫块，所述锚杆的外端固定连接在所述垫块上；所述台座内设置有锚杆状态监测组件，所述锚杆状态监测组件能够对锚杆在锚固钻孔内的弯曲状态进行监测，以便根据所述锚杆的弯曲状态来判断所述岩层或者煤层内的锚固与滑移情况。
进一步，作为优选，所述锚杆状态监测组件包括内固定卡块、抵靠块、环形钢套和受偏压状态检测组件，其中，所述垫块的内侧抵靠固定有所述受偏压状态检测组件，所述台座内朝向所述垫块的一侧固定设置有所述内固定卡块，所述内固定卡块的朝向垫块的一侧固定设置有抵靠块，所述抵靠块与所述受偏压状态监测组件之间设置有对所述受偏压状态监测组件进行包络定位的所述环形钢套，当所述岩层或者煤层内出现上下滑移时，所述锚杆在滑移力下弯曲后对所述受偏压状态检测组件施加偏压力，所述受偏压状态检测组件能够对偏压情况进行检测。
进一步，作为优选，所述受偏压状态检测组件包括外压环、传感器片和内压环，其中，所述外压环抵靠连接在所述垫块内侧，所述内压环抵靠连接在所述环形钢套外侧，多个所述传感器片圆周阵列位于所述外压环与内压环之间，通过所述传感器片上的压力值以及外压环、内压环的变形情况对所述偏压力进行估测。
进一步，作为优选，所述锚杆与所述垫块之间连接有弹簧钢柱，所述弹簧钢柱的外周设置有螺旋槽，所述环形钢套的套设于所述弹簧钢柱上，且所述环形钢套的内壁端抵靠在所述螺旋槽的槽口内。
进一步，作为优选，所述内固定卡块上设置有避让槽，所述锚杆穿过所述避让槽设置，且所述锚杆与所述避让槽之间设置有腔体。
进一步，作为优选，所述围护挡板的外侧表面位于锚杆的下方位置处固定连接有托架，所述托架的上表面固定安装所述台座，台座的另一侧设置所述弹性防松机构，所述锚固钻孔内还套设有套管，所述锚杆套设在所述套管内。
进一步，作为优选，所述垫块的外侧位于锚头的下方位置处设置有能够伸入所述套管内的灌注组件，所述锚杆的外表面固定连接有防松动固定刺柱，且锚杆的内端固定连接有固定盘，所述防松动固定刺柱套设于所述套管内，所述套管的表面开设有第一通孔。
进一步，作为优选，所述弹性防松机构包括第一连接板、缓冲弹簧、第二连接板和缓冲伸缩杆，所述第一连接板的内侧固定连接有缓冲伸缩杆，且第一连接板的内侧位于缓冲伸缩杆的外部固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧和缓冲伸缩杆的内侧均固定连接有第二连接板。
进一步，作为优选，所述灌注组件包括灌注口、注浆管和第二通孔，所述注浆管的上端固定连接有灌注口，且注浆管的表面开设有第二通孔。
进一步，作为优选，所述托架的下表面固定安装有加强杆，且所述防松动固定刺柱均匀阵列间隔的一体固定连接在锚杆的表面，所述第二连接板与围护挡板固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置锚杆状态监测组件，锚杆状态监测组件能够对锚杆在锚固钻孔内的弯曲状态进行监测，并根据所述锚杆的弯曲状态来判断所述岩层或者煤层内的锚固与滑移情况，这样，可以实时的对煤层或岩层内的支护滑移情况进行监控，保证出现过大的滑移而导致滑移失控的问题，有效保证支护的安全性和可靠性，防止危险的发生；
2、本发明锚杆状态监测组件采用偏压的方式监测，监测方式简单，当出现滑移时，锚杆会出现弯曲，锚杆的弯曲会使得锚杆状态监测组件出现偏压的受力问题，利用偏压即可对支护的滑移情况进行监测，监测与估算的方式简单，便于控制；
3、本发明通过设置有弹性防松机构，可以在保持支撑强度的情况下给于整体柔性，增加整体的安全性；本发明通过设置有灌注组件和防松动固定刺柱，可以增加锚杆和岩层的连接强度，防止滑移后导致锚杆的锚固松动，延长使用寿命。
附图说明
图1为一种锚杆支护结构的结构示意图；
图2为一种锚杆支护结构中灌注组件的结构示意图；
图3为一种锚杆支护结构中弹性防松机构的结构示意图。
图4为一种锚杆支护结构的锚杆状态监测组件正常状态下结构示意图；
图5为一种锚杆支护结构的锚杆状态监测组件在煤层或者岩层出现滑移后的状态结构示意图；
具体实施方式
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种锚杆支护结构，包括围护挡板3、锚杆12、弹性防松机构2、台座7和垫块6，其中，所述围护挡板3抵靠支护于待锚固的岩层或者煤层外壁处；所述锚杆穿过所述围护挡板3且伸入岩层或者煤层的锚固钻孔内；所述围护挡板3的外侧采用所述弹性防松机构安装抵靠设置有所述台座7，其特征在于，所述台座的外侧还设置有所述垫块6，所述锚杆12的外端固定连接在所述垫块6上；所述台座7内设置有锚杆状态监测组件，所述锚杆状态监测组件能够对锚杆在锚固钻孔内的弯曲状态进行监测，以便根据所述锚杆的弯曲状态来判断所述岩层或者煤层内的锚固与滑移情况。
在本实施例中，所述锚杆状态监测组件包括内固定卡块65、抵靠块64、环形钢套62和受偏压状态检测组件，其中，所述垫块的内侧抵靠固定有所述受偏压状态检测组件，所述台座内朝向所述垫块的一侧固定设置有所述内固定卡块，所述内固定卡块的朝向垫块的一侧固定设置有抵靠块，所述抵靠块与所述受偏压状态监测组件之间设置有对所述受偏压状态监测组件进行包络定位的所述环形钢套62，当所述岩层或者煤层内出现上下滑移时，所述锚杆在滑移力下弯曲后对所述受偏压状态检测组件施加偏压力，所述受偏压状态检测组件能够对偏压情况进行检测。
作为较佳的实施例，所述受偏压状态检测组件包括外压环60、传感器片61和内压环63，其中，所述外压环60抵靠连接在所述垫块内侧，所述内压环63抵靠连接在所述环形钢套62外侧，多个所述传感器片61圆周阵列位于所述外压环与内压环之间，通过所述传感器片上的压力值以及外压环、内压环的变形情况对所述偏压力进行估测。
其中，所述锚杆与所述垫块6之间连接有弹簧钢柱66，所述弹簧钢柱的外周设置有螺旋槽，所述环形钢套62的套设于所述弹簧钢柱上，且所述环形钢套的内壁端67抵靠在所述螺旋槽的槽口内。
在本发明中，所述内固定卡块65上设置有避让槽，所述锚杆穿过所述避让槽设置，且所述锚杆与所述避让槽之间设置有腔体。
所述围护挡板3的外侧表面位于锚杆12的下方位置处固定连接有托架8，所述托架8的上表面固定安装所述台座7，台座7的另一侧设置所述弹性防松机构2，所述锚固钻孔内还套设有套管9，所述锚杆套设在所述套管9内。
所述垫块6的外侧位于锚头1的下方位置处设置有能够伸入所述套管内的灌注组件5，所述锚杆12的外表面固定连接有防松动固定刺柱13，且锚杆12的内端固定连接有固定盘10，所述防松动固定刺柱13套设于所述套管9内，所述套管9的表面开设有第一通孔11。
所述弹性防松机构2包括第一连接板201、缓冲弹簧202、第二连接板203和缓冲伸缩杆204，所述第一连接板201的内侧固定连接有缓冲伸缩杆204，且第一连接板201的内侧位于缓冲伸缩杆204的外部固定连接有缓冲弹簧202，所述缓冲弹簧202和缓冲伸缩杆204的内侧均固定连接有第二连接板203。所述灌注组件5包括灌注口501、注浆管502和第二通孔503，所述注浆管502的上端固定连接有灌注口501，且注浆管502的表面开设有第二通孔503。所述托架8的下表面固定安装有加强杆，且所述防松动固定刺柱13均匀阵列间隔的一体固定连接在锚杆12的表面，所述第二连接板203与围护挡板3固定连接。
本发明通过设置锚杆状态监测组件，锚杆状态监测组件能够对锚杆在锚固钻孔内的弯曲状态进行监测，并根据所述锚杆的弯曲状态来判断所述岩层或者煤层内的锚固与滑移情况，这样，可以实时的对煤层或岩层内的支护滑移情况进行监控，保证出现过大的滑移而导致滑移失控的问题，有效保证支护的安全性和可靠性，防止危险的发生；本发明锚杆状态监测组件采用偏压的方式监测，监测方式简单，当出现滑移时，锚杆会出现弯曲，锚杆的弯曲会使得锚杆状态监测组件出现偏压的受力问题，利用偏压即可对支护的滑移情况进行监测，监测与估算的方式简单，便于控制；本发明通过设置有弹性防松机构，可以在保持支撑强度的情况下给于整体柔性，增加整体的安全性；本发明通过设置有灌注组件和防松动固定刺柱，可以增加锚杆和岩层的连接强度，防止滑移后导致锚杆的锚固松动，延长使用寿命。
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 (9)
1.一种锚杆支护结构，包括围护挡板(3)、锚杆(12)、弹性防松机构(2)、台座(7)和垫块(6)，其中，所述围护挡板(3)抵靠支护于待锚固的岩层或者煤层外壁处；所述锚杆穿过所述围护挡板(3)且伸入岩层或者煤层的锚固钻孔内；所述围护挡板(3)的外侧采用所述弹性防松机构安装抵靠设置有所述台座(7)，其特征在于，
所述台座的外侧还设置有所述垫块(6)，所述锚杆(12)的外端固定连接在所述垫块(6)上；所述台座(7)内设置有锚杆状态监测组件，所述锚杆状态监测组件能够对锚杆在锚固钻孔内的弯曲状态进行监测，以便根据所述锚杆的弯曲状态来判断所述岩层或者煤层内的锚固与滑移情况；
所述锚杆状态监测组件包括内固定卡块(65)、抵靠块(64)、环形钢套(62)和受偏压状态检测组件，其中，所述垫块的内侧抵靠固定有所述受偏压状态检测组件，所述台座内朝向所述垫块的一侧固定设置有所述内固定卡块，所述内固定卡块的朝向垫块的一侧固定设置有抵靠块，所述抵靠块与所述受偏压状态监测组件之间设置有对所述受偏压状态监测组件进行包络定位的所述环形钢套(62)，当所述岩层或者煤层内出现上下滑移时，所述锚杆在滑移力下弯曲后对所述受偏压状态检测组件施加偏压力，所述受偏压状态检测组件能够对偏压情况进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述受偏压状态检测组件包括外压环(60)、传感器片(61)和内压环(63)，其中，所述外压环(60)抵靠连接在所述垫块内侧，所述内压环(63)抵靠连接在所述环形钢套(62)外侧，多个所述传感器片(61)圆周阵列位于所述外压环与内压环之间，通过所述传感器片上的压力值以及外压环、内压环的变形情况对所述偏压力进行估测。
3.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述锚杆与所述垫块(6)之间连接有弹簧钢柱(66)，所述弹簧钢柱的外周设置有螺旋槽，所述环形钢套(62)的套设于所述弹簧钢柱上，且所述环形钢套的内壁端(67)抵靠在所述螺旋槽的槽口内。
4.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述内固定卡块(65)上设置有避让槽，所述锚杆穿过所述避让槽设置，且所述锚杆与所述避让槽之间设置有腔体。
5.根据权利要求1所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述围护挡板(3)的外侧表面位于锚杆(12)的下方位置处固定连接有托架(8)，所述托架(8)的上表面固定安装所述台座(7)，台座(7)的另一侧设置所述弹性防松机构(2)，所述锚固钻孔内还套设有套管(9)，所述锚杆套设在所述套管(9)内。
6.根据权利要求5所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述垫块(6)的外侧位于锚头(1)的下方位置处设置有能够伸入所述套管内的灌注组件(5)，所述锚杆(12)的外表面固定连接有防松动固定刺柱(13)，且锚杆(12)的内端固定连接有固定盘(10)，所述防松动固定刺柱(13)套设于所述套管(9)内，所述套管(9)的表面开设有第一通孔(11)。
7.根据权利要求6所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述弹性防松机构(2)包括第一连接板(201)、缓冲弹簧(202)、第二连接板(203)和缓冲伸缩杆(204)，所述第一连接板(201)的内侧固定连接有缓冲伸缩杆(204)，且第一连接板(201)的内侧位于缓冲伸缩杆(204)的外部固定连接有缓冲弹簧(202)，所述缓冲弹簧(202)和缓冲伸缩杆(204)的内侧均固定连接有第二连接板(203)。
8.根据权利要求6所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述灌注组件(5)包括灌注口(501)、注浆管(502)和第二通孔(503)，所述注浆管(502)的上端固定连接有灌注口(501)，且注浆管(502)的表面开设有第二通孔(503)。
9.根据权利要求7所述的一种锚杆支护结构，其特征在于，所述托架(8)的下表面固定安装有加强杆，且所述防松动固定刺柱(13)均匀阵列间隔的一体固定连接在锚杆(12)的表面，所述第二连接板(203)与围护挡板(3)固定连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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