CN112797262A - 一种矿用地脚螺栓及该地脚螺栓的安装使用方法 - Google Patents

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CN112797262A CN202011587172.5A CN202011587172A CN112797262A CN 112797262 A CN112797262 A CN 112797262A CN 202011587172 A CN202011587172 A CN 202011587172A CN 112797262 A CN112797262 A CN 112797262A
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Abstract

本发明公开了一种矿用地脚螺栓，其包括：螺纹杆、锚固块、锚固力增强装置和调节螺母，螺纹杆的下端穿过锚固块的中部且与锚固块连接，所述螺纹杆的上端穿过调节螺母且与调节螺母螺纹连接，锚固力增强装置的一端与锚固块铰接，锚固力增强装置的另一端与调节螺母的底部相连接；本发明还公开了该矿用地脚螺栓的安装使用方法。本发明的矿用地脚螺栓能够很好的适用于煤矿井下设备地脚螺栓的固定方式，且承载能力强，保证了井下设备的正常工作及生产安全。

Description

一种矿用地脚螺栓及该地脚螺栓的安装使用方法
技术领域
本发明涉及工程建设领域，特别是涉及一种矿用地脚螺栓及该地脚螺栓的安装使用方法。
背景技术
地脚螺栓是埋设在地面或者基础里面，把大地或者基础和机器设备连接起来的工具。被广泛应用于固定各种机器、设备的底座。其作用是将设备牢固的固定在基础或者地面上，防止设备工作时发生移动或者倾覆，并使设备在运行时产生的不平衡力和振动传递到基础或者地面上去，保证设备的正常运转。
对于矿井工作面的大型设备，由于矿井生产条件和环境因素的限制及需求，矿井工作面的大型设备不能像地面上的大型设备预先在施工地点挖一个相应尺寸的基坑，再用混凝土进行浇灌，并在浇灌时提前预留出所用埋设的地脚螺栓孔，然后将地脚螺栓与浇筑的水泥基础浇筑到一起。此时，地脚螺栓能够提供一个较大的锚固力，保证了是设备的正常运转。但矿井工作面的大型设备常采用在巷道底板上直接钻孔，然后将地脚螺栓安装在孔内，最后采用混凝土浇灌锚固。对于矿井工作面的大型设备进行锚固的方法来说，没有使地脚螺栓锚固段形成整体，如图2所示具体为地脚螺栓提供锚固力的是巷道底板岩层90和在底板上部硬化的15～20cm的混凝土硬化层91。煤矿岩层赋存条件主要以沉积岩为主，故在巷道底板分布的岩层均以层状分布，煤矿岩层明显不能为地脚螺栓提供足够的锚固力，传统的地脚螺栓明显不能很好的适应矿井工作面的大型设备安装固定。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种矿用地脚螺栓及该地脚螺栓的安装使用方法，该矿用地脚螺栓适用于煤矿井下设备地脚螺栓的固定方式，且承载能力强，保证了井下设备的正常工作及生产安全。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿用地脚螺栓，其特征在于，包括：螺纹杆、锚固块、锚固力增强装置和调节螺母，所述螺纹杆的下端穿过锚固块的中部且与锚固块连接，所述螺纹杆的上端穿过调节螺母且与调节螺母螺纹连接，所述锚固力增强装置的一端与锚固块铰接，所述锚固力增强装置的另一端与调节螺母的底部相连接；
所述锚固力增强装置包括锚固板和支撑杆，所述锚固板的下端与锚固块铰接，所述支撑杆的上端与调节螺母的底部连接且支撑杆能够在调节螺母的推动下向下移动，所述支撑杆的中部与锚固板的中部铰接且支撑杆能够推动锚固板绕着锚固板与锚固块的铰接轴向下转动。
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述矿用地脚螺栓还包括应变片，所述应变片的数量为多个，所述多个应变片分别设置在螺纹杆的上部、中部和下部且用于测量地脚螺栓的力学参数。
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述矿用地脚螺栓还包括滑动块和地脚螺栓力学参数测定件，所述滑动块的中部设置有与螺纹杆直径相配合的通孔，所述滑动块与调节螺母相邻且位于调节螺母的上方，所述地脚螺栓力学参数测定件与滑动块相邻且位于滑动块的上方，所述螺纹杆的上端依次穿过通孔、地脚螺栓力学参数测定件的中部和待固定设备底座孔后通过螺母将待固定设备底座固定在地脚螺栓上。
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固板包括锚固板本体和铰接轴，所述铰接轴设置在锚固板本体的下端且与锚固板本体固定连接，所述铰接轴与锚固块可拆卸铰接。
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固块包括锚固块本体和铰接底座，所述铰接底座固定设置在锚固块本体的上表面上，所述铰接底座上开设有铰接孔和缺口卡槽，所述缺口卡槽设置在铰接孔的上端且与铰接孔相连通使得铰接轴能够通过缺口卡槽进入铰接孔内。
上述的一种矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固板的中部沿其长度方向开设有条形通孔，所示条形通孔外侧的锚固板上设置有加固条，所述加固条沿锚固板的长度方向设置且所述加固条的长度大于条形通孔的长度，所述支撑杆的中部设置有推动杆，所述推动杆与支撑杆的长度方向垂直设置，所述加固条的上部开设有与推动杆相配合的开口卡槽，所述支撑杆的下端穿过条形通孔后通过推动杆与开口卡槽的相互配合与锚固板铰接。
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述开口卡槽的数量为多个，所述多个开口卡槽均匀开设在加固条上。
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述调节螺母包括：与螺纹杆上端螺纹相配合的螺母和推动环，所述螺纹杆上端沿其长度方向开设有限定槽，所述推动环的内圈与螺纹杆的外径相配合，所述推动环的内壁上设置有限位挡块，所述限位挡块与限定槽相配合使得推动环能够沿着螺纹杆的外径与限定槽上下滑动，不能沿着螺纹杆的外径转动；
所述锚固块的中部开设有与螺纹杆外径相配合的锚固块中心通孔，
所述锚固块的下端设置有第二螺母，所述第二螺母与螺纹杆下端的外螺纹螺纹连接；
上述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固力增强装置的数量为多个，多个所述锚固力增强装置沿在螺纹杆的外圆周均匀布设。
本发明还公开了一种上述矿用地脚螺栓的安装使用方法：其步骤具体如下：
步骤一、根据设备安装要求的锚固力的大小，选取合适长度的矿用地脚螺栓；
步骤二、根据设备安装要求的锚固力的大小，在地脚螺栓安装位置开合适深度和孔径的地脚螺栓锚固孔；
步骤三、调整锚固力增强装置通过锚固板将所述矿用地脚螺栓固定在所述地脚螺栓锚固孔内的预定位置；
步骤四、在所述地脚螺栓锚固孔浇筑混凝土，养护混凝土，等待混凝土完全凝固；
步骤五、在所述矿用地脚螺栓上安装滑动块，在滑动块的上方安装地脚螺栓力学参数测定件，再将待固定设备安装在所述矿用地脚螺栓上并用螺母将待固定设备压紧在地脚螺栓力学参数测定件上；
步骤六、将应变片和地脚螺栓力学参数测定件均与数据采集装置连接，所述待固定设备设备正常运行时，应变片和地脚螺栓力学参数测定件通过数据采集装置将实时监测的数据传递给数据处理单元，所述数据处理单元对收集的数据进行处理和分析。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过锚固力增强装置有效的提高了地脚螺栓孔内浇筑的混凝土的强度，增加了矿用地脚螺栓与岩层的作用力，提高了该矿用地脚螺栓的锚固能力。
2、本发明的应变片和地脚螺栓力学参数测定件能够对地脚螺栓锚固力进行实时监测，保证生产安全进行。
3、本发明锚固板和锚固块可拆卸连接，其结构简单，组装方便。
4、本发明的地脚螺栓在安装时，可通过锚固力增强装置将地脚螺栓固定在锚固孔内，安装方便、固定可靠。
下面通过附图和实施例，对发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1本发明地脚螺栓的主视图。
图2本发明地脚螺栓安装在锚固孔内时的示意图。
图3本发明地脚螺栓的立体结构爆炸图示意图。
图4本发明锚固板的结构示意图。
图5本发明锚固块的结构示意图。
附图标记说明:
10—螺纹杆； 11—限定槽； 20—锚固块；
21—锚固块本体； 22—铰接底座； 22-1—铰接孔；
22-2—缺口卡槽； 23—锚固块中心通孔； 30—锚固力增强装置；
31—锚固板； 31-1—锚固板本体； 31-2—铰接轴；
31-3—条形通孔； 31-4—加固条； 31-5—开口卡槽；
32—支撑杆； 40—调节螺母； 41—螺母；
42—推动环； 42-1—限位挡块； 50—应变片；
60—滑动块； 61—通孔；
70—地脚螺栓力学参数测定件； 80—第二螺母；
90—巷道底板岩层； 91—混凝土硬化层。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
如图1至图3所示，本实施例提供了一种矿用地脚螺栓，其包括：螺纹杆10、锚固块20、锚固力增强装置30和调节螺母40，所述螺纹杆10的下端穿过锚固块20的中部且与锚固块20连接，所述螺纹杆10的上端穿过调节螺母40且与调节螺母40螺纹连接，所述锚固力增强装置30的一端与锚固块20铰接，所述锚固力增强装置30的另一端与调节螺母40的底部相连接；
所述锚固力增强装置30包括锚固板31和支撑杆32，所述锚固板31的下端与锚固块20铰接，所述支撑杆32的上端与调节螺母40的底部连接且支撑杆32能够在调节螺母40的推动下向下移动，所述支撑杆32的中部与锚固板31的中部铰接且支撑杆32能够推动锚固板31绕着锚固板31与锚固块20的铰接轴向下转动。
地脚螺栓的承载能力，是由地脚螺栓本身所具有的强度和它在混凝土中的锚固强度决定的。对于设置有锚固块20的地脚螺栓其锚固能力全由锚固块20通过基础混凝土承担。对于矿用地脚螺栓其没有完整的混凝土基础，其锚固能力由地脚螺栓孔内浇筑的混凝土强度及该混凝土与底板岩层的粘结力决定。本实施例中的矿用地脚螺栓，锚固板31能够沿着锚固板31与锚固块20的铰接轴向下转动，使得锚固板31的自由端插入底板岩层增加该矿用地脚螺栓锚固力，同时，可以将地脚螺栓孔内浇筑的混凝土受到的锚固力呈倒锥形的传递扩散到底板岩层中，增大了该矿用地脚螺栓锚固力；支撑杆32在地脚螺栓孔浇筑的时候和水泥浇筑在一起，起到竖筋的作用，增强了地脚螺栓孔内浇筑的混凝土的强度，进一步提供了该地脚螺栓的承载能力。
如图1至图3所示，所述矿用地脚螺栓还包括应变片50，所述应变片50的数量为多个，所述多个应变片50分别设置在螺纹杆10的上部、中部和下部且用于测量地脚螺栓的力学参数；所述矿用地脚螺栓还包括滑动块60和地脚螺栓力学参数测定件70，所述滑动块60的中部设置有与螺纹杆10直径相配合的通孔61，所述滑动块60与调节螺母40相邻且位于调节螺母40的上方，所述地脚螺栓力学参数测定件70与滑动块60相邻且位于滑动块60的上方，所述螺纹杆10的上端依次穿过通孔61、地脚螺栓力学参数测定件70的中部和待固定设备底座孔后通过螺母将待固定设备底座固定在地脚螺栓上。
根据矿井生产条件因素的限制和需要，矿用地脚螺栓螺栓均未采用混凝土作为基础，而是将底板部分岩层作为地脚螺栓基础的一部分，结合钻孔安装混凝土充当锚固剂进行锚固。采取该种安装方式基本可以符合矿井生产需要，但对于煤矿生产不能存在任何不安全因数。故需要对部分具有代表性地脚螺栓进行实时监控观测。本实施例中在矿用地脚螺栓设置了应变片50，通过应变片50可以获取该地脚螺栓各个应变片50设置点受力情况。通过地脚螺栓力学参数测定件70能够测定滑动块60与待固定设备底座之间的压力。其中地脚螺栓力学参数测定件70的核心部件为压力传感器，用于测定两个物体之间的压力。通过应变片50和地脚螺栓力学参数测定件70可以针对于胶带运输机机头重点的单个的地脚螺栓的锚固力进行监测，保证生产安全进行。
如图4所示，所述锚固板31包括锚固板本体31-1和铰接轴31-2，所述铰接轴31-2设置在锚固板本体31-1的下端且与锚固板本体31-1固定连接，所述铰接轴31-2与锚固块20可拆卸铰接。
如图5所示，所述锚固块20包括锚固块本体21和铰接底座22，所述铰接底座22固定设置在锚固块本体21的上表面上，所述铰接底座22上开设有铰接孔22-1和缺口卡槽21-2，所述缺口卡槽22-2设置在铰接孔22-1的上端且与铰接孔22-1相连通使得铰接轴31-2能够通过缺口卡槽22-2进入铰接孔22-1内。
本实施例中，锚固板31和锚固块20可拆卸连接，其结构简单，组装方便。锚固板31可以被制作成不同的长度，根据现场不同的地脚螺栓孔孔径，可以选择合适长度的锚固板31与锚固块20自由组合。
如图4所示，所述锚固板31的中部沿其长度方向开设有条形通孔31-3，所示条形通孔31-3外侧的锚固板31上设置有加固条31-4，所述加固条31-4沿锚固板31的长度方向设置且所述加固条31-4的长度大于条形通孔31-3的长度，所述支撑杆32的中部设置有推动杆32-1，所述推动杆32-1与支撑杆32的长度方向垂直设置，所述加固条31-4的上部开设有与推动杆32-1相配合的开口卡槽31-5，所述支撑杆32的下端穿过条形通孔31-3后通过推动杆32-1与开口卡槽31-5的相互配合与锚固板31铰接。
如图4所示，所述开口卡槽31-5的数量为多个，所述多个开口卡槽31-5均匀开设在加固条31-4上。
本实施例中，锚固板31与支撑杆32的交接点可以选择性调节，使得该地脚螺栓适应性更强。
如图1至图3所示，所述调节螺母40包括：与螺纹杆10上端螺纹相配合的螺母41和推动环42，所述螺纹杆10上端沿其长度方向开设有限定槽11，所述推动环42的内圈与螺纹杆10的外径相配合，所述推动环42的内壁上设置有限位挡块42-1，所述限位挡块42-1与限定槽11相配合使得推动环42能够沿着螺纹杆10的外径与限定槽11上下滑动，不能沿着螺纹杆10的外径转动；
所述锚固块20的中部开设有与螺纹杆10外径相配合的锚固块中心通孔23，所述锚固块20的下端设置有第二螺母80，所述第二螺母80与螺纹杆10下端的外螺纹螺纹连接；
所述锚固力增强装置30的数量为多个，多个所述锚固力增强装置30沿在螺纹杆10的外圆周均匀布设。
本发明还公开了一种矿用地脚螺栓的安装使用方法，其包括如下步骤：
步骤一、根据设备安装要求的锚固力的大小，选取合适长度的矿用地脚螺栓；
步骤二、根据设备安装要求的锚固力的大小，在地脚螺栓安装位置开合适深度和孔径的地脚螺栓锚固孔；
步骤三、调整锚固力增强装置30通过锚固板31将所述矿用地脚螺栓固定在所述地脚螺栓锚固孔内的预定位置；
步骤四、在所述地脚螺栓锚固孔浇筑混凝土，养护混凝土，等待混凝土完全凝固；
步骤五、在所述矿用地脚螺栓上安装滑动块60，在滑动块60的上方安装地脚螺栓力学参数测定件70，再将待固定设备安装在所述矿用地脚螺栓上并用螺母将待固定设备压紧在地脚螺栓力学参数测定件70上；
步骤六、将应变片50和地脚螺栓力学参数测定件70均与数据采集装置连接，所述待固定设备设备正常运行时，应变片50和地脚螺栓力学参数测定件70通过数据采集装置将实时监测的数据传递给数据处理单元，所述数据处理单元对收集的数据进行处理和分析。
以上所述，仅是发明的较佳实施例，并非对发明作任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种矿用地脚螺栓，其特征在于，包括：螺纹杆(10)、锚固块(20)、锚固力增强装置(30)和调节螺母(40)，所述螺纹杆(10)的下端穿过锚固块(20)的中部且与锚固块(20)连接，所述螺纹杆(10)的上端穿过调节螺母(40)且与调节螺母(40)螺纹连接，所述锚固力增强装置(30)的一端与锚固块(20)铰接，所述锚固力增强装置(30)的另一端与调节螺母(40)的底部相连接；
所述锚固力增强装置(30)包括锚固板(31)和支撑杆(32)，所述锚固板(31)的下端与锚固块(20)铰接，所述支撑杆(32)的上端与调节螺母(40)的底部连接且支撑杆(32)能够在调节螺母(40)的推动下向下移动，所述支撑杆(32)的中部与锚固板(31)的中部铰接且支撑杆(32)能够推动锚固板(31)绕着锚固板(31)与锚固块(20)的铰接轴向下转动。
2.按照权利要求1所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述矿用地脚螺栓还包括应变片(50)，所述应变片(50)的数量为多个，所述多个应变片(50)分别设置在螺纹杆(10)的上部、中部和下部且用于测量地脚螺栓的力学参数。
3.按照权利要求2所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述矿用地脚螺栓还包括滑动块(60)和地脚螺栓力学参数测定件(70)，所述滑动块(60)的中部设置有与螺纹杆(10)直径相配合的通孔(61)，所述滑动块(60)与调节螺母(40)相邻且位于调节螺母(40)的上方，所述地脚螺栓力学参数测定件(70)与滑动块(60)相邻且位于滑动块(60)的上方，所述螺纹杆(10)的上端依次穿过通孔(61)、地脚螺栓力学参数测定件(70)的中部和待固定设备底座孔后通过螺母将待固定设备底座固定在地脚螺栓上。
4.按照权利要求1-3中任一项所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固板(31)包括锚固板本体(31-1)和铰接轴(31-2)，所述铰接轴(31-2)设置在锚固板本体(31-1)的下端且与锚固板本体(31-1)固定连接，所述铰接轴(31-2)与锚固块(20)可拆卸铰接。
5.按照权利要求4所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固块(20)包括锚固块本体(21)和铰接底座(22)，所述铰接底座(22)固定设置在锚固块本体(21)的上表面上，所述铰接底座(22)上开设有铰接孔(22-1)和缺口卡槽(22-2)，所述缺口卡槽(22-2)设置在铰接孔(22-1)的上端且与铰接孔(22-1)相连通使得铰接轴(31-2)能够通过缺口卡槽(22-2)进入铰接孔(22-1)内。
6.按照权利要求5所述的一种矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固板(31)的中部沿其长度方向开设有条形通孔(31-3)，所示条形通孔(31-3)外侧的锚固板(31)上设置有加固条(31-4)，所述加固条(31-4)沿锚固板(31)的长度方向设置且所述加固条(31-4)的长度大于条形通孔(31-3)的长度，所述支撑杆(32)的中部设置有推动杆(32-1)，所述推动杆(32-1)与支撑杆(32)的长度方向垂直设置，所述加固条(31-4)的上部开设有与推动杆(32-1)相配合的开口卡槽(31-5)，所述支撑杆(32)的下端穿过条形通孔(31-3)后通过推动杆(32-1)与开口卡槽(31-5)的相互配合与锚固板(31)铰接。
7.按照权利要求6所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述开口卡槽(31-5)的数量为多个，所述多个开口卡槽(31-5)均匀开设在加固条(31-4)上。
8.按照权利要求4-6中任一项所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述调节螺母(40)包括：推动环(42)和与螺纹杆(10)上端螺纹相配合的螺母(41)，所述螺纹杆(10)上端沿其长度方向开设有限定槽(11)，所述推动环(42)的内圈与螺纹杆(10)的外径相配合，所述推动环(42)的内壁上设置有限位挡块(42-1)，所述限位挡块(42-1)与限定槽(11)相配合使得推动环(42)能够沿着螺纹杆(10)的外径与限定槽(11)上下滑动、不能沿着螺纹杆(10)的外径转动；
所述锚固块(20)的中部开设有与螺纹杆(10)外径相配合的锚固块中心通孔(23)，
所述锚固块(20)的下端设置有第二螺母(80)，所述第二螺母(80)与螺纹杆(10)下端的外螺纹螺纹连接。
9.按照权利要求1所述的矿用地脚螺栓，其特征在于，所述锚固力增强装置(30)的数量为多个，多个所述锚固力增强装置(30)沿螺纹杆(10)的外圆周均匀布设。
10.一种如权利要求1所述的矿用地脚螺栓的安装使用方法：其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、根据设备安装要求的锚固力的大小，选取合适长度的矿用地脚螺栓；
步骤二、根据设备安装要求的锚固力的大小，在地脚螺栓安装位置开合适深度和孔径的地脚螺栓锚固孔；
步骤三、调整锚固力增强装置(30)通过锚固板(31)将所述矿用地脚螺栓固定在所述地脚螺栓锚固孔内的预定位置；
步骤四、在所述地脚螺栓锚固孔浇筑混凝土，养护混凝土，等待混凝土完全凝固；
步骤五、在所述矿用地脚螺栓上安装滑动块(60)，在滑动块(60)的上方安装地脚螺栓力学参数测定件(70)，再将待固定设备安装在所述矿用地脚螺栓上并用螺母将待固定设备压紧在地脚螺栓力学参数测定件(70)上；
步骤六、将应变片(50)和地脚螺栓力学参数测定件(70)均与数据采集装置连接，所述待固定设备设备正常运行时，应变片(50)和地脚螺栓力学参数测定件(70)通过数据采集装置将实时监测的数据传递给数据处理单元，所述数据处理单元对收集的数据进行处理和分析。
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