CN111322101B - 一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置及施工方法，包括第一承载装置、第二承载装置和液压撑开装置，将各个液压撑开装置均放置在第一承载板和第二承载板之间，开启各个液压泵，液压伸缩器的两端对第一承载板和第二承载板分别施加压力，此时第二承载板受到的压力经过托盘施加在巷道壁上，同时第一承载板受到压力经过第一锁紧螺母传递给锚杆的孔外段，从而对锚杆的孔外段施加沿锚杆轴向且朝向锚杆孔外部的预紧力，直至锚杆达到所需的预紧力时，保持当前各个液压泵的输出压力，采用扳手将第一锁紧螺母拧紧。本发明能对锚杆直接施加轴向预紧力，无需经过径向的扭矩转化，从而施加的预紧力能在锚杆使用过程中较长时间的保持。

Description

一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置及施工方法
技术领域
本发明涉及一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置及施工方法。
背景技术
随着支护技术的不断向前发展，支护理念发生了重大变革，由传统的被动支护转变为强调主动支护，锚杆作为主动支护形式的其中一种，得到了迅速的推广和普及，已经成为巷道支护的一种主要方式。为了实现锚杆支护的高强度，高刚度，高可靠性和设置低密度，因此需要在锚杆安装后对锚杆施加一定的预紧力，传统施加预紧力的方法一般是对锚杆螺母施加较大的安装扭矩，然而扭矩相对于锚杆轴向而言是有方向性的(即预紧力是通过螺母在径向的扭矩转化成轴向预紧力)，这种方向性就必然导致扭矩会随着锚杆的使用不断损失，从而降低锚杆的预紧力。因此，如何对锚杆施加预紧力后能在锚杆使用过程中较长时间的保持是本行业的研究方向。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置及施工方法，能对锚杆直接施加轴向预紧力，无需经过径向的扭矩转化，从而施加的预紧力能在锚杆使用过程中较长时间的保持。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置，包括第一承载装置、第二承载装置和液压撑开装置，液压撑开装置设置在第一承载装置和第二承载装置之间；
所述第二承载装置包括第二承载板和第二锁紧螺母，第二承载板中心开设第二通孔，第二承载板上设有多个第二安装孔；第二承载板通过第二通孔套设在锚杆上、并通过第二锁紧螺母与托盘压紧固定；
所述第一承载装置包括第一承载板和第一锁紧螺母，第一承载板中心开设第一通孔，第一承载板上设有多个第一安装孔，且第一安装孔与第二安装孔的数量相同；第一承载板通过第一通孔套设在锚杆上、并通过第一锁紧螺母进行限位；使第二承载板和第一承载板之间的最大间距不小于液压撑开装置的最小长度；
所述液压撑开装置包括第一安装端头、第二安装端头和液压伸缩器，第一安装端头和第二安装端头分别固定在液压伸缩器的两端，液压伸缩器上设有液压孔，液压孔通过管路与液压泵连接；第一安装端头插入其中一个第一安装孔内，第二安装端头插入其中一个第二安装孔内，通过液压泵向液压孔内注入液压油，液压伸缩器开始伸展，进而液压伸缩器的两端对第一承载板和第二承载板分别施加压力。
进一步，所述第一安装孔为三个，三个第一安装孔以第一通孔为中心呈品字形分布；所述第二安装孔为三个，三个第二安装孔以第二通孔为中心呈品字形分布。采用这种分布方式，在液压撑开装置施加压力时能确保第二承载板和第一承载板的受力均匀。
进一步，所述液压撑开装置与第一安装孔的数量相同。这样能保证施加压力的稳定性。
一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置的施工方法，具体步骤为：
A、先在所需支护的巷道壁钻设锚杆孔，然后将锚杆一端打入锚杆孔内，并用锚固剂将锚杆一端与锚杆孔进行锚固，同时使锚杆另一端处于锚杆孔外部，作为锚杆的孔外段；
B、将托盘、第二承载板、第二锁紧螺母、第一承载板和第一锁紧螺母依次装在锚杆的孔外段，使第一承载板和第二承载板之间的最大间距略大于液压撑开装置的最小长度，然后根据第一安装孔数量确定液压撑开装置的数量，将各个液压撑开装置均放置在第一承载板和第二承载板之间，每个液压撑开装置的第一安装端头和第二安装端头分别插入相对应的第一安装孔和第二安装孔内，防止液压撑开装置在伸展时从第一承载板和第二承载板之间脱离；每个液压撑开装置的液压孔分别与一个液压泵连接，各个液压泵的输出压力相同；
C、同时开启各个液压泵，液压泵向液压孔内注入液压油，液压伸缩器开始伸展，进而液压伸缩器的两端对第一承载板和第二承载板分别施加压力，推动第一承载板和第二承载板之间的间距达到最大，此时第二承载板与托盘压紧、同时托盘压紧在巷道壁上，第二承载板受到的压力经过托盘施加在巷道壁上，同时由于第一承载板受到第一锁紧螺母限位，因此第一承载板受到压力经过第一锁紧螺母传递给锚杆的孔外段，从而对锚杆的孔外段施加沿锚杆轴向且朝向锚杆孔外部的预紧力，各个液压泵持续增加输出压力，直至锚杆达到所需的预紧力时，保持当前各个液压泵的输出压力，采用扳手将第一锁紧螺母拧紧，使托盘和第一承载板压紧固定；
D、完成第一锁紧螺母拧紧工作后，关闭各个液压泵，使各个液压伸缩器卸压，此时各个液压伸缩器回缩复位，完成复位后，将各个液压伸缩器、第二承载板和第二锁紧螺母从锚杆的孔外段取下收回，便于下次施加预紧力使用。
与现有技术相比，本发明采用第一承载装置、第二承载装置和液压撑开装置相结合方式，将各个液压撑开装置均放置在第一承载板和第二承载板之间，每个液压撑开装置的液压孔分别与一个液压泵连接，开启各个液压泵，液压伸缩器的两端对第一承载板和第二承载板分别施加压力，此时第二承载板与托盘压紧、同时托盘压紧在巷道壁上，第二承载板受到的压力经过托盘施加在巷道壁上，同时由于第一承载板受到第一锁紧螺母限位，因此第一承载板受到压力经过第一锁紧螺母传递给锚杆孔外段，从而对锚杆孔外段施加沿锚杆轴向且朝向锚杆孔外部的预紧力，直至锚杆达到所需的预紧力时，保持当前各个液压泵的输出压力，采用扳手将第一锁紧螺母拧紧，从而能对锚杆直接施加轴向预紧力，无需经过径向的扭矩转化，从而施加的预紧力能在锚杆使用过程中较长时间的保持；另外完成后将各个液压伸缩器、第二承载板和第二锁紧螺母从锚杆孔外段取下收回，便于下次施加预紧力循环使用，从而节约施工成本。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中第一承载板的结构示意图；
图3是本发明中液压撑开装置的结构示意图。
图中：1、第一承载装置，1.1、第一锁紧螺母，1.2、第一承载板，1.3、第一安装孔，2、第二承载装置，2.1、第二锁紧螺母，2.2、第二承载板，3、液压撑开装置，3.1、第一安装端头，3.2、液压伸缩器，3.3、液压孔，4、托盘，5、锚杆，6、锚杆孔。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置，包括第一承载装置1、第二承载装置2和液压撑开装置3，液压撑开装置3设置在第一承载装置1和第二承载装置2之间；
所述第二承载装置2包括第二承载板2.2和第二锁紧螺母2.1，第二承载板2.2中心开设第二通孔，第二承载板2.2上设有多个第二安装孔；第二承载板2.2通过第二通孔套设在锚杆5上、并通过第二锁紧螺母2.1与托盘4压紧固定；
所述第一承载装置1包括第一承载板1.2和第一锁紧螺母1.1，第一承载板1.2中心开设第一通孔，第一承载板1.2上设有多个第一安装孔1.3，且第一安装孔1.3与第二安装孔的数量相同；第一承载板1.2通过第一通孔套设在锚杆5上、并通过第一锁紧螺母1.1进行限位；使第二承载板2.2和第一承载板1.2之间的最大间距不小于液压撑开装置3的最小长度；
所述液压撑开装置3包括第一安装端头3.1、第二安装端头和液压伸缩器3.2，第一安装端头3.1和第二安装端头分别固定在液压伸缩器3.2的两端，液压伸缩器3.2上设有液压孔3.3，液压孔3.3通过管路与液压泵连接；第一安装端头3.1插入其中一个第一安装孔1.3内，第二安装端头插入其中一个第二安装孔内，通过液压泵向液压孔3.3内注入液压油，液压伸缩器3.2开始伸展，进而液压伸缩器3.2的两端对第一承载板1.2和第二承载板2.2分别施加压力。
进一步，所述第一安装孔1.3为三个，三个第一安装孔1.3以第一通孔为中心呈品字形分布；所述第二安装孔为三个，三个第二安装孔以第二通孔为中心呈品字形分布。采用这种分布方式，在液压撑开装置3施加压力时能确保第二承载板2.2和第一承载板1.2的受力均匀。
进一步，所述液压撑开装置3与第一安装孔1.3的数量相同。这样能保证施加压力的稳定性。
一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置的施工方法，具体步骤为：
A、先在所需支护的巷道壁钻设锚杆孔6，然后将锚杆5一端打入锚杆孔6内，并用锚固剂将锚杆5一端与锚杆孔6进行锚固，同时使锚杆5另一端处于锚杆孔6外部，作为锚杆5的孔外段；
B、将托盘4、第二承载板2.2、第二锁紧螺母2.1、第一承载板1.2和第一锁紧螺母1.1依次装在锚杆5的孔外段，使第一承载板1.2和第二承载板2.2之间的最大间距略大于液压撑开装置3的最小长度，然后根据第一安装孔1.3数量确定液压撑开装置3的数量，将各个液压撑开装置3均放置在第一承载板1.2和第二承载板2.2之间，每个液压撑开装置3的第一安装端头3.1和第二安装端头分别插入相对应的第一安装孔1.3和第二安装孔内，防止液压撑开装置3在伸展时从第一承载板1.2和第二承载板2.2之间脱离；每个液压撑开装置3的液压孔3.3分别与一个液压泵连接，各个液压泵的输出压力相同；
C、同时开启各个液压泵，液压泵向液压孔3.3内注入液压油，液压伸缩器3.2开始伸展，进而液压伸缩器3.2的两端对第一承载板1.2和第二承载板2.2分别施加压力，推动第一承载板1.2和第二承载板2.2之间的间距达到最大，此时第二承载板2.2与托盘4压紧、同时托盘4压紧在巷道壁上，第二承载板2.2受到的压力经过托盘4施加在巷道壁上，同时由于第一承载板1.2受到第一锁紧螺母1.1限位，因此第一承载板1.2受到压力经过第一锁紧螺母1.1传递给锚杆5的孔外段，从而对锚杆5的孔外段施加沿锚杆5轴向且朝向锚杆孔外部的预紧力，各个液压泵持续增加输出压力，直至锚杆5达到所需的预紧力时，保持当前各个液压泵的输出压力，采用扳手将第一锁紧螺母1.1拧紧，使托盘4和第一承载板1.2压紧固定；
D、完成第一锁紧螺母1.1拧紧工作后，关闭各个液压泵，使各个液压伸缩器3.2卸压，此时各个液压伸缩器3.2回缩复位，完成复位后，将各个液压伸缩器3.2、第二承载板2.2和第二锁紧螺母2.1从锚杆5的孔外段取下收回，便于下次施加预紧力使用。

Claims (3)

1.一种用于施加锚杆预紧力的辅助装置的施工方法，其特征在于，采用的辅助装置包括第一承载装置、第二承载装置和液压撑开装置，液压撑开装置设置在第一承载装置和第二承载装置之间；
所述第二承载装置包括第二承载板和第二锁紧螺母，第二承载板中心开设第二通孔，第二承载板上设有多个第二安装孔；第二承载板通过第二通孔套设在锚杆上、并通过第二锁紧螺母与托盘压紧固定；
所述第一承载装置包括第一承载板和第一锁紧螺母，第一承载板中心开设第一通孔，第一承载板上设有多个第一安装孔，且第一安装孔与第二安装孔的数量相同；第一承载板通过第一通孔套设在锚杆上、并通过第一锁紧螺母进行限位；使第二承载板和第一承载板之间的最大间距不小于液压撑开装置的最小长度；
所述液压撑开装置包括第一安装端头、第二安装端头和液压伸缩器，第一安装端头和第二安装端头分别固定在液压伸缩器的两端，液压伸缩器上设有液压孔，液压孔通过管路与液压泵连接；第一安装端头插入其中一个第一安装孔内，第二安装端头插入其中一个第二安装孔内，通过液压泵向液压孔内注入液压油，液压伸缩器开始伸展，进而液压伸缩器的两端对第一承载板和第二承载板分别施加压力，具体步骤为：
A、先在所需支护的巷道壁钻设锚杆孔，然后将锚杆一端打入锚杆孔内，并用锚固剂将锚杆一端与锚杆孔进行锚固，同时使锚杆另一端处于锚杆孔外部，作为锚杆的孔外段；
B、将托盘、第二承载板、第二锁紧螺母、第一承载板和第一锁紧螺母依次装在锚杆的孔外段，使第一承载板和第二承载板之间的最大间距略大于液压撑开装置的最小长度，然后根据第一安装孔数量确定液压撑开装置的数量，将各个液压撑开装置均放置在第一承载板和第二承载板之间，每个液压撑开装置的第一安装端头和第二安装端头分别插入相对应的第一安装孔和第二安装孔内，防止液压撑开装置在伸展时从第一承载板和第二承载板之间脱离；每个液压撑开装置的液压孔分别与一个液压泵连接，各个液压泵的输出压力相同；
C、同时开启各个液压泵，液压泵向液压孔内注入液压油，液压伸缩器开始伸展，进而液压伸缩器的两端对第一承载板和第二承载板分别施加压力，推动第一承载板和第二承载板之间的间距达到最大，此时第二承载板与托盘压紧、同时托盘压紧在巷道壁上，第二承载板受到的压力经过托盘施加在巷道壁上，同时由于第一承载板受到第一锁紧螺母限位，因此第一承载板受到压力经过第一锁紧螺母传递给锚杆孔外段，从而对锚杆的孔外段施加沿锚杆轴向且朝向锚杆孔外部的预紧力，各个液压泵持续增加输出压力，直至锚杆达到所需的预紧力时，保持当前各个液压泵的输出压力，采用扳手将第二锁紧螺母拧紧，使托盘和第二承载板压紧固定；
D、完成第二锁紧螺母拧紧工作后，关闭各个液压泵，使各个液压伸缩器卸压，此时各个液压伸缩器回缩复位，完成复位后，将各个液压伸缩器、第一承载板和第一锁紧螺母从锚杆的孔外段取下收回，便于下次施加预紧力使用。
2. 根据权利要求1 所述的用于施加锚杆预紧力的辅助装置的施工方法，其特征在于，所述第一安装孔为三个，三个第一安装孔以第一通孔为中心呈品字形分布；所述第二安装孔为三个，三个第二安装孔以第二通孔为中心呈品字形分布。
3. 根据权利要求1 所述的用于施加锚杆预紧力的辅助装置的施工方法，其特征在于，所述液压撑开装置与第一安装孔的数量相同。
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