CN113417678A - 一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法 - Google Patents

一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113417678A
CN113417678A CN202110849877.8A CN202110849877A CN113417678A CN 113417678 A CN113417678 A CN 113417678A CN 202110849877 A CN202110849877 A CN 202110849877A CN 113417678 A CN113417678 A CN 113417678A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
anchor
rod body
anchor head
warping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110849877.8A
Other languages
English (en)
Inventor
韩军
马慧斌
崔露郁
张明
王鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning Technical University
Original Assignee
Liaoning Technical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning Technical University filed Critical Liaoning Technical University
Priority to CN202110849877.8A priority Critical patent/CN113417678A/zh
Publication of CN113417678A publication Critical patent/CN113417678A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/008—Anchoring or tensioning means

Abstract

本发明涉及一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法，包括翘壳锚头及与其螺纹连接的锚杆，翘壳锚头包括翘壳锚头杆体和翘壳锚头壳片，翘壳锚头杆体前端为片状楔形端头，末端为带有内螺纹的中空管体，楔形端头与中空管体间通过两侧开有槽口的中空段连接；工作时翘壳锚头壳片锲入锚头杆体中部两侧的槽口中；锚杆包括锚杆杆体、托盘和螺母，锚杆杆体前端有前端螺纹、末端有后端螺纹，锚杆杆体通过前端螺纹与中空管体螺纹连接。工作时，锚杆杆体推动翘壳锚片沿翘壳锚头的片状楔形端头向前滑移，至翘壳锚片向外张开受力。本发明安装简单、成本低廉，通过锚杆杆体的变形吸收能量，达到防冲的目的，为冲击地压矿井及工作面的有效支护提供了新的解决方案。

Description

一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法
技术领域
本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法。
背景技术
随着我国深部煤层开采的发展，出现围岩地应力增加及地质条件恶化，导致煤矿巷道顶板冒顶及片帮频发，也诱发了冲击地压、突出等多种地质动力灾害，严重威胁工程安全和资源的有效开采。仅运用原有浅部开采设计或普通树脂锚杆已不能满足深部复杂环境尤其是冲击地压矿井的支护需求，如何维护好巷道围岩使其安全有效的为矿井生产服务成为采矿工作人员急需解决的问题。现有设备中未有低成本、安装较为方便且专用于巷道冲击地压防冲锚杆。因此，亟需一种在不增加成本、不影响生产、不更新支护设备前提下用于冲击地压工作面或冲击地压矿井的防冲锚杆，为深部矿井安全高效生产提供重要保障。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明基于吸能防冲原理，提供了一种高实用性的翘壳式防冲锚杆及其支护方法，安装简单、成本低廉，为冲击地压矿井及工作面的有效支护提供了新的解决方案。
一种翘壳式防冲锚杆，包括翘壳锚头及与其螺纹连接的锚杆，所述翘壳锚头包括翘壳锚头杆体和翘壳锚头壳片，翘壳锚头杆体前端为片状楔形端头，楔形端头中部开设有凹槽；翘壳锚头杆体末端为带有内螺纹的中空管体，楔形端头与中空管体间通过两侧开有槽口的中空段连接；工作时翘壳锚头壳片锲入锚头杆体中部两侧的槽口中；所述锚杆包括锚杆杆体、托盘和螺母，锚杆杆体前端外部设置有前端螺纹、末端外部设置有后端螺纹，锚杆杆体通过前端螺纹与翘壳锚头杆体的中空管体螺纹连接；托盘套设在锚杆杆体上，固定在工作面巷帮表面；螺母与后端螺纹连接，施加预紧力。
所述翘壳锚头壳片外侧为弧形的叠状外壳，翘壳锚头壳片的内侧为纵向截面为直角梯形的直角梯形内支撑柱，叠状外壳固定在直角梯形内支撑柱的下底一侧。
所述叠状外壳包括紧密排列的多排弧段圆台形凸起，圆台形凸起的底边即长边靠近直角梯形内支撑柱的直边腰一侧。
上述的一种翘壳式防冲锚杆的支护方法，包括以下步骤：
步骤1：在工作面巷帮布置钻孔，用锚杆钻机打孔；
步骤2：将两个翘壳锚头壳片的直角梯形内支撑柱部分锲入锚头杆体中部两侧的槽口，直角梯形内支撑柱的直边腰抵在中空管体的上端面，并用皮筋或细铁丝箍好，将锚杆杆体前端带有前端螺纹的部分拧入翘壳锚头杆体的中空管体部分，直至锚杆杆体前端接触锚头壳片底部；
步骤3：将步骤2中安装好的锚杆杆体及翘壳锚头塞入步骤1中钻好的钻孔中，至翘壳锚头前端接触钻孔底部，继续拧入锚杆杆体，锚杆杆体推动翘壳锚片沿翘壳锚头的片状楔形端头向前滑移，至翘壳锚片向外张开受力；
步骤4：套入托盘，将托盘套设在锚杆杆体外部，固定在工作面巷帮表面，然后在后端螺母上拧入螺母，施加预紧力。
本发明的有益效果是：本发明中的防冲锚杆结构简单、安装方便，使用过程中无需添加锚固剂，可以减少施工人员工作量；且成本低廉，吸能防冲效果显著。可根据工程现场具体条件，进一步优化锚杆结构，使得翘壳锚头和锚杆的螺纹连接部分的极限咬合力大于翘壳锚头的极限阻力，使得翘壳锚头极限阻力等于锚杆杆体的屈服强度，以达到充分吸能的作用。
附图说明
图1为本发明提供的防冲锚杆中的翘壳锚头的示意图；
图2为本发明提供的防冲锚杆中的锚杆的示意图；
图3为本发明提供的防冲锚杆中的翘壳锚头的翘壳锚头杆体的三视图(其中图(a)为主视图，图(b)为侧视图，图(c)为俯视图)；
图4为本发明提供的防冲锚杆中的翘壳锚头的翘壳锚头壳片的三视图(其中图(a)为主视图，图(b)为侧视图，图(c)为俯视图；
图5为本发明提供的防冲锚杆的工作状态示意图；
其中，
1-翘壳锚头杆体，2-翘壳锚头壳片，3-片状楔形端头，4-中空管体，5-槽口，6-叠状外壳，7-直角梯形内支撑柱，8-前端螺纹，9-后端螺纹，10-光滑杆体，11-托盘，12-螺母。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。
一种翘壳式防冲锚杆，包括翘壳锚头及与其螺纹连接的锚杆。
如图1所示，所述翘壳锚头包括翘壳锚头杆体1和翘壳锚头壳片2，如图3所示，翘壳锚头杆体1前端为翘壳锚头壳片3，楔形端头中部开设有凹槽；翘壳锚头杆体1末端为带有内螺纹的中空管体4，楔形端头与中空管体4间通过两侧开有槽口5的中空段连接。如图4所示，所述翘壳锚头壳片2外侧为弧形的叠状外壳6，翘壳锚头壳片2的内侧为纵向截面为直角梯形的直角梯形内支撑柱7，叠状外壳6固定在直角梯形内支撑柱7的下底一侧。所述叠状外壳6包括紧密排列的多排弧段圆台形凸起，圆台形凸起的底边即长边靠近直角梯形内支撑柱7的直边腰一侧；翘壳锚头壳片2锲入锚头杆体中部两侧的槽口5中。
如图2所示，所述锚杆包括锚杆杆体、托盘11和螺母12，锚杆杆体前端外部设置有前端螺纹8，末端外部设置有后端螺纹9，锚杆杆体中部为无螺纹的光滑杆体10。前端螺纹8用于拧入翘壳锚头，锚杆杆体通过前端螺纹8与翘壳锚头杆体1的中空管体4螺纹连接；后端螺纹9用于拧入螺母12增加预紧力，锚杆杆体通过前端螺纹8与翘壳锚头杆体1连接后，将托盘11从锚杆杆体的后端套设在锚杆杆体上，固定在工作面巷帮表面，然后将螺母12与后端螺纹9连接，通过拧紧螺母施加预紧力。
冲击地压主要是由于围岩或者煤体储存大量变形能突然释放引发的矿井动力灾害，因而对于冲击地压工作面巷道和围岩支护主要基于变形吸能原理，将煤体或巷道围岩储存的变形能传递至锚杆杆体，通过锚杆杆体的变形吸收能量，达到防冲的目的。
本发明的原理是通过上述设置的锚杆结构，使锚杆杆体在受载发挥作用时，应力分布于整个锚杆杆体而非局部杆体，产生相同变形量的情况下，杆体变形率更小，从而锚杆杆体在受载破坏前尽可能吸收更多的能量，以达到防冲的目的。
上述一种翘壳式防冲锚杆的支护方法，包括以下步骤：
步骤1：在工作面巷帮布置钻孔，用锚杆钻机打孔。
步骤2：将两个翘壳锚头壳片2的直角梯形内支撑柱7部分锲入锚头杆体中部两侧的槽口5，直角梯形内支撑柱7的直边腰抵在中空管体4的上端面，并用皮筋或细铁丝箍好，将锚杆杆体前端带有前端螺纹8的部分拧入翘壳锚头杆体1的中空管体4部分，与中空管体4的内螺纹螺纹连接，直至锚杆杆体前端接触锚头壳片底部。
步骤3：将步骤2中安装好的锚杆杆体及翘壳锚头塞入步骤1中钻好的钻孔中，至翘壳锚头前端接触钻孔底部，继续拧入锚杆杆体，锚杆杆体穿过中空管体4部分进入翘壳锚头壳片3与中空管体4间的中空段，锚杆杆体运动的过程中推动翘壳锚片沿翘壳锚头的翘壳锚头壳片3向前滑移，随着向前滑移，由于斜边腰的存在，翘壳锚片逐渐向外张开，滑移至翘壳锚片向外张开受力，此时锚杆杆体的前端接触翘壳锚头壳片3的底部，如图5所示。
步骤4：套入托盘11，将托盘11套设在锚杆杆体外部，固定在工作面巷帮表面，然后在后端螺母12上拧入螺母12，施加预紧力。
根据煤矿现场围岩条件进行试验，对防冲锚杆参数进行优化，使得翘壳锚头和锚杆的螺纹连接部分的极限咬合力大于翘壳锚头的极限阻力，使得翘壳锚头极限阻力等于锚杆杆体的屈服强度，以达到充分吸能的作用。
本实例并非对本发明的形状、结构、力学参数等做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质和基本原理对以上实例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种翘壳式防冲锚杆，其特征在于：包括翘壳锚头及与其螺纹连接的锚杆，所述翘壳锚头包括翘壳锚头杆体和翘壳锚头壳片，翘壳锚头杆体前端为片状楔形端头，楔形端头中部开设有凹槽；翘壳锚头杆体末端为带有内螺纹的中空管体，楔形端头与中空管体间通过两侧开有槽口的中空段连接；工作时翘壳锚头壳片锲入锚头杆体中部两侧的槽口中；所述锚杆包括锚杆杆体、托盘和螺母，锚杆杆体前端外部设置有前端螺纹、末端外部设置有后端螺纹，锚杆杆体通过前端螺纹与翘壳锚头杆体的中空管体螺纹连接；托盘套设在锚杆杆体上，固定在工作面巷帮表面；螺母与后端螺纹连接，施加预紧力。
2.根据权利要求1所述的一种翘壳式防冲锚杆，其特征在于：所述翘壳锚头壳片外侧为弧形的叠状外壳，翘壳锚头壳片的内侧为纵向截面为直角梯形的直角梯形内支撑柱，叠状外壳固定在直角梯形内支撑柱的下底一侧。
3.根据权利要求2所述的一种翘壳式防冲锚杆，其特征在于：所述叠状外壳包括紧密排列的多排弧段圆台形凸起，圆台形凸起的底边即长边靠近直角梯形内支撑柱的直边腰一侧。
4.权利要求3所述的一种翘壳式防冲锚杆的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在工作面巷帮布置钻孔，用锚杆钻机打孔；
步骤2：将两个翘壳锚头壳片的直角梯形内支撑柱部分锲入锚头杆体中部两侧的槽口，直角梯形内支撑柱的直边腰抵在中空管体的上端面，并用皮筋或细铁丝箍好，将锚杆杆体前端带有前端螺纹的部分拧入翘壳锚头杆体的中空管体部分，直至锚杆杆体前端接触锚头壳片底部；
步骤3：将步骤2中安装好的锚杆杆体及翘壳锚头塞入步骤1中钻好的钻孔中，至翘壳锚头前端接触钻孔底部，继续拧入锚杆杆体，锚杆杆体推动翘壳锚片沿翘壳锚头的片状楔形端头向前滑移，至翘壳锚头壳片向外张开受力；
步骤4：套入托盘，将托盘套设在锚杆杆体外部，固定在工作面巷帮表面，然后在后端螺母上拧入螺母，施加预紧力。
CN202110849877.8A 2021-07-27 2021-07-27 一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法 Pending CN113417678A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110849877.8A CN113417678A (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110849877.8A CN113417678A (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113417678A true CN113417678A (zh) 2021-09-21

Family

ID=77719559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110849877.8A Pending CN113417678A (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113417678A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2723681Y (zh) * 2004-09-03 2005-09-07 蒋敬平 内锚外注式锚杆
CN2809009Y (zh) * 2005-07-08 2006-08-23 吴德兴 一种带多功能止浆塞的胀壳锚杆
CN201753447U (zh) * 2010-05-18 2011-03-02 杭州图强工程材料有限公司 一种涨壳式锚固头及其锚杆
CN202482859U (zh) * 2012-01-16 2012-10-10 成都现代万通锚固技术有限公司 一种涨壳式锚杆头
CN103133026A (zh) * 2013-03-26 2013-06-05 安徽理工大学 一种新型胀壳倒楔式可注浆锚杆
CN203625902U (zh) * 2013-11-26 2014-06-04 浙江普泰克金属制品有限公司 一种涨壳式锚固头及使用该锚固头的锚杆
CN203879523U (zh) * 2014-03-19 2014-10-15 汪润中 一种涨壳锚杆
CN203905982U (zh) * 2014-06-12 2014-10-29 成都安吉洛克锚固技术有限公司 一种涨壳式锚杆头
CN105114110A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 洛阳中岩工程材料有限公司 一种新型滑道式涨壳锚头

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2723681Y (zh) * 2004-09-03 2005-09-07 蒋敬平 内锚外注式锚杆
CN2809009Y (zh) * 2005-07-08 2006-08-23 吴德兴 一种带多功能止浆塞的胀壳锚杆
CN201753447U (zh) * 2010-05-18 2011-03-02 杭州图强工程材料有限公司 一种涨壳式锚固头及其锚杆
CN202482859U (zh) * 2012-01-16 2012-10-10 成都现代万通锚固技术有限公司 一种涨壳式锚杆头
CN103133026A (zh) * 2013-03-26 2013-06-05 安徽理工大学 一种新型胀壳倒楔式可注浆锚杆
CN203625902U (zh) * 2013-11-26 2014-06-04 浙江普泰克金属制品有限公司 一种涨壳式锚固头及使用该锚固头的锚杆
CN203879523U (zh) * 2014-03-19 2014-10-15 汪润中 一种涨壳锚杆
CN203905982U (zh) * 2014-06-12 2014-10-29 成都安吉洛克锚固技术有限公司 一种涨壳式锚杆头
CN105114110A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 洛阳中岩工程材料有限公司 一种新型滑道式涨壳锚头

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102418538B (zh) 一种煤矿用高速吸能防冲让位液压支架
CN102606177B (zh) 一种用于液压支架系统的液压支柱
CN111927515B (zh) 抗剪吸能防冲增阻锚索及厚顶煤巷道支卸联耦合防冲方法
CN110344854B (zh) 一种强冲击地压巷道支护方法
CN109751069B (zh) 一种变形吸能锚环和防止锚杆断裂弹射的锚杆支护装置及方法
CN105736023A (zh) 一种大变形吸能锚杆
CN102518436A (zh) 煤矿巷道掘进时构造型冲击地压防治方法
CN112464340A (zh) 一种基于冲击危险综合指数评定的冲击地压巷道支护设计方法
CN108119175B (zh) 一种让位缓冲吸能防冲锚杆
CN102619539A (zh) 一种矿用快速吸能防冲让位支护构件
CN110284916A (zh) 防冲巷道液压支架单元及液压支架
CN104612730A (zh) 一种大变形自适应锚杆
CN110924945A (zh) 侧向悬顶冲击地压条件下的安全工作方法
CN109184762A (zh) 一种用于特厚煤层的锚杆改性围岩防冲击地压方法
CN110925001B (zh) 一种防止锚索失效弹射的缓冲保护装置
CN203925529U (zh) 一种单向收缩的吸能支架
CN111322076A (zh) 一种煤岩水压致裂形成巷道防冲弱结构的方法
CN201121521Y (zh) 一种对拉锚索
CN203925533U (zh) 一种单向背板的吸能支架
Tan et al. Study on occurrence mechanism and monitoring and early warning of rock burst caused by hard roof
CN202531197U (zh) 一种用于液压支架系统的液压支柱
CN113417678A (zh) 一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法
CN203239360U (zh) 一种可调双阻吸能防冲液压支架
CN104481565A (zh) 一种压力分散型大变形自适应锚杆
CN103628904B (zh) 固定桩和防护网装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination