CN112343635B - 矿用复合中空树脂锚杆组件及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用复合中空树脂锚杆组件及其安装方法，锚杆组件包括橡胶塞、止推环、锚固剂、锚杆体、密封活塞、垫板和多功能锁紧螺母，在锚杆体内设置锚固剂和密封活塞，在锚杆体尾端套设垫板和多功能锁紧螺母，在锚杆体前端设置有止推环和橡胶塞，在所述锚杆体尾端加工有一段波形螺纹。本发明通过在螺母尾部开通注水孔，可通高压水推动锚固剂；螺母尾部挡环在搅拌过程中可抵住杆体，防止杆体与锁紧螺母产生相对运动，且可在预紧过程中被破坏，使锁紧螺母与杆体产生相对运动，顶住托盘后给杆体一个向外回抽的预紧力，预紧锚杆；本发明实现了“锚固剂自动推出+杆体预紧”一体化功能，可配合锚杆钻机实现自动安装锚杆，提高工作效率。

Description

矿用复合中空树脂锚杆组件及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种矿用复合中空树脂锚杆组件及其安装方法。

背景技术

本发明是针对矿用复合中空树脂锚杆在实际安装中突出的问题进行设计的。

锚固剂的搅拌，需要使搅拌套筒、六方螺母、杆体成为一体，在边旋转边往孔底推进的同时才能破除锚固剂。因此，现有技术中采用在复合中空树脂锚杆的螺母前端安装标准卡箍，利用卡箍挡住螺母，使搅拌套筒、螺母与中空杆体成为一体，达到搅拌锚固剂的目的。现有的复合中空树脂锚杆结构如图1所示，包括橡胶塞11、止推环12、锚固剂13、锚杆体14、密封活塞15、垫板16、六角螺母17和卡箍18。

由于卡箍18是标准件，比较薄，容易在搅拌过程中提前被六角螺母17的旋钮动作破坏，如图2所示，从而使得六角螺母17提前旋进杆体，与杆体产生相对运动，无法继续带动中空杆体搅拌锚固剂，造成锚固剂搅拌不充分，影响锚固效果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了矿用复合中空树脂锚杆组件及其安装方法，重新设计了一种新型“多功能矿用锁紧螺母”，该螺母可保证在搅拌锚固剂的过程中螺母与杆体不会提前产生相对运动，确保锚固剂搅拌均匀后螺母与杆体才产生相对运动，实现预紧功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿用复合中空树脂锚杆组件，包括橡胶塞、止推环、锚固剂、锚杆体、密封活塞、垫板和多功能锁紧螺母，其中：在所述锚杆体内设置锚固剂和密封活塞，在锚杆体尾端套设垫板和多功能锁紧螺母，在锚杆体前端设置有止推环和橡胶塞，在所述锚杆体尾端加工有一段波形螺纹；所述多功能锁紧螺母内腔为波形螺纹结构，在螺母尾端设置挡环和注水孔，所述挡环的内圆直径小于锚杆体的直径；所述橡胶塞与止推环采用过盈配合，用于防止运输过程中锚固剂从杆体内部脱出，在水压推进时，所述橡胶塞被锚固剂顶出杆外。

本发明还提供了一种矿用复合中空树脂锚杆组件安装方法，包括如下步骤：

步骤一、锚杆组装

在锚杆体内放置锚固剂，在锚固剂后端放置密封活塞，在锚杆体前端设置止推环和橡胶塞，在锚杆体尾端的波形螺纹段上依次套设垫板和多功能锁紧螺母；

步骤二、成孔后由搅拌套筒带动多功能锁紧螺母将锚杆体前端送入锚孔内；

步骤三、锚杆台车通过多功能锁紧螺母尾端挡环的注水孔向中空锚杆体内注入高压水，密封活塞在高压水的推动下将锚固剂推出杆体；

步骤四、在搅拌过程中，多功能锁紧螺母的挡环抵住中空杆体，限制锁紧螺母与锚杆体产生相对运动，使锚杆体一边旋转一边推进，直至锚孔底部；在此过程中，锚固剂被锚杆体挤压破裂，在搅拌中锚固剂逐渐凝固；

步骤五、待锚固剂将锚杆完全锚固后，杆体被固定，多功能锁紧螺母与杆体产生相对运动，当钻机再次拧紧锁紧螺母，此时扭矩超过了螺母尾端挡环的承载能力，挡环被破坏，杆体冲破螺母尾端的挡环，螺母沿杆体旋进，当螺母顶住托盘后，杆体在螺母的运动下有向锚孔外回抽趋势，实现预紧功能。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

（1）本发明通过在螺母尾部开通注水孔，可通高压水推动锚固剂；

（2）本发明通过在螺母尾部设计的挡环在搅拌过程中可抵住杆体，防止杆体与锁紧螺母产生相对运动；

（3）本发明的螺母尾部挡环可在预紧过程中被破坏，这时锁紧螺母与杆体产生相对运动，顶住托盘后给杆体一个向外回抽的预紧力，预紧锚杆；

（4）本发明实现了“锚固剂自动推出+杆体预紧”一体化功能，可配合锚杆钻机实现自动安装锚杆，提高工作效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为现有的复合中空树脂锚杆组件的结构示意图；

图2为现有技术中卡箍被破坏的示意图；

图3为本发明的具有多功能锁紧螺母的矿用复合中空树脂锚杆组件的结构示意图；

图4为多功能锁紧螺母的结构示意图，其中：（1）为剖视图，（2）为俯视图；

图5为锁紧螺母与锚杆体配合示意图；

图6为注水示意图；

图7为搅拌过程示意图；

图8为预紧过程示意图。

具体实施方式

一种矿用复合中空树脂锚杆组件，如图3所示，包括：橡胶塞1、止推环2、锚固剂3、锚杆体4、密封活塞5、垫板6和多功能锁紧螺母7等。在所述锚杆体4内设置锚固剂3和密封活塞5，在锚杆体4尾端依次套设垫板6和多功能锁紧螺母7，在锚杆体4前端设置有止推环2和橡胶塞1，在所述锚杆体4尾端加工有一段波形螺纹。其中：

本发明的主要部件的结构设计特点包括：

（1）锚杆体的结构设计

1）采用精密钢管，保证活塞推进畅通

锚杆体，以下简称杆体，是由精密无缝钢管加工，其生锈腐蚀的速度较慢，且加工后的杆体采用浸油方式防锈，能最大程度减缓杆体生锈的速度。这样就能保证杆体在使用前不生锈，保证锚杆在使用前活塞对锚固剂能达到理想的推动效果，而不因生锈卡顿。

2）采用新型工艺，保证水压推力

针对以往的全螺纹杆体，由于受外螺纹加工影响，内壁呈凹陷状，密封活塞与锚杆体内孔之间存在一定间隙，影响密封活塞对高压水的密闭，使得水压推力不够，导致锚固剂难以推出杆体。此锚杆体采用全新工艺，仅尾部一端加工一段波形螺纹，其余部分仍为平滑钢管，从而增强了密封活塞对水压的密封效果，防止由于泄压，导致锚固剂的推力降低，克服了以往锚杆体泄压的弊端。

（2）止推环的设计

1）为使锚固剂更容易被水压推出杆体，将止推环反装于锚杆体端部，使得圆弧部位最先与锚固剂接触，便于锚固剂被水压推出杆体。

2）止推环内孔尺寸介于锚固剂直径与密封活塞外径之间，目的是锚固剂被水压推出杆体后能够阻挡活塞，以免活塞被推出使得漏水。

（3）橡胶塞的设计

橡胶塞1与止推环2采用过盈配合，其目的在于防止运输过程中锚固剂从杆体内部脱出，安装方便，成本较低。在水压推进时，橡胶塞会被锚固剂顶出杆外。

（4）多功能锁紧螺母7的结构设计

如图4所示，所述多功能锁紧螺母7包括：波形螺纹71、挡环72和注水孔73；其中：

所述多功能锁紧螺母7的内腔采用波形螺纹71的结构，是为了与锚杆体4尾端加工的波形螺纹配合，以便带动锚杆体旋转。

螺母尾端增加挡环结构，且尾端的注水孔可以通高压水，在高压水的推动下可以将锚固剂推出杆体。

采用挡环设计，挡环内圆直径小于锚杆杆体直径。在搅拌过程中挡环可以抵住中空杆体，防止螺母旋进杆体，使之成为一体，从而带动杆体旋转搅拌锚固剂，如图5所示。

本发明的工作原理是：

锚杆台车可以通过锁紧螺母尾端挡环72的内孔73向中空锚杆杆内注入高压水，实现通水功能，如图6所示。

多功能矿用锁紧螺母尾端挡环在低扭矩情况下可限制锁紧螺母与锚杆杆体产生相对运动，使杆体一边旋转一边推进，直至锚孔底部。在这个过程中，锚固剂被杆体挤压破裂，在搅拌中锚固剂逐渐凝固，如图7所示。

待锚固剂将锚杆完全锚固后，杆体被固定，螺母可与杆体产生相对运动，当钻机再次拧紧锁紧螺母，此时扭矩超过了螺母尾端挡环的承载能力，挡环被破坏，杆体冲破螺母尾端的挡环，螺母沿杆体旋进，当螺母顶住垫板6的托盘后，杆体在螺母的运动下有向锚孔外回抽趋势，实现预紧功能，如图8所示。

Claims (5)

1.一种矿用复合中空树脂锚杆组件，其特征在于：包括橡胶塞、止推环、锚固剂、锚杆体、密封活塞、垫板和多功能锁紧螺母，其中：在所述锚杆体内设置锚固剂和密封活塞，在锚杆体尾端套设垫板和多功能锁紧螺母，在锚杆体前端设置有止推环和橡胶塞，在所述锚杆体尾端加工有一段波形螺纹；所述多功能锁紧螺母内腔为波形螺纹结构，在螺母尾端设置挡环和注水孔，所述挡环的内圆直径小于锚杆体的直径；所述橡胶塞与止推环采用过盈配合，用于防止运输过程中锚固剂从杆体内部脱出，在水压推进时，所述橡胶塞被锚固剂顶出杆外。

2.根据权利要求1所述的矿用复合中空树脂锚杆组件，其特征在于：所述止推环反装于锚杆体前端，使得其圆弧部位最先与锚固剂接触。

3.根据权利要求2所述的矿用复合中空树脂锚杆组件，其特征在于：所述止推环内孔尺寸介于锚固剂直径与密封活塞外径之间。

4.根据权利要求1所述的矿用复合中空树脂锚杆组件，其特征在于：所述多功能锁紧螺母前端加工有圆弧倒角。

5.一种根据权利要求1所述的矿用复合中空树脂锚杆组件的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、锚杆组装

在锚杆体内放置锚固剂，在锚固剂后端放置密封活塞，在锚杆体前端设置止推环和橡胶塞，在锚杆体尾端的波形螺纹段上依次套设垫板和多功能锁紧螺母；

步骤二、成孔后由搅拌套筒带动多功能锁紧螺母将锚杆体前端送入锚孔内；

步骤三、锚杆台车通过多功能锁紧螺母尾端挡环的注水孔向中空锚杆体内注入高压水，密封活塞在高压水的推动下将锚固剂推出杆体；

步骤四、在搅拌过程中，多功能锁紧螺母的挡环抵住中空杆体，限制锁紧螺母与锚杆体产生相对运动，使锚杆体一边旋转一边推进，直至锚孔底部；在此过程中，锚固剂被锚杆体挤压破裂，在搅拌中锚固剂逐渐凝固；

步骤五、待锚固剂将锚杆完全锚固后，杆体被固定，多功能锁紧螺母与杆体产生相对运动，当钻机再次拧紧锁紧螺母，此时扭矩超过了螺母尾端挡环的承载能力，挡环被破坏，杆体冲破螺母尾端的挡环，螺母沿杆体旋进，当螺母顶住托盘后，杆体在螺母的运动下有向锚孔外回抽趋势，实现预紧功能。

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