CN118242121A - 活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法，活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置包括：锚杆本体，锚杆本体的第一端设有钻头；扇叶刀片，扇叶刀片可转动安装于锚杆本体靠近第一端的侧壁上；用于驱动扇叶刀片转动的驱动机构，驱动机构包括液压装置和用于连接液压装置和扇叶刀片的连接杆，连接杆沿锚杆本体长度方向设置，液压装置可拆卸安装于锚杆本体的第二端上。本发明能够进入岩层进行自扩孔，结构简单，安装及拆卸方便。

Description

活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法。

背景技术

锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力。锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。

为提高锚杆抗拔力，通常在锚固段扩大锚杆孔的体积。常用的扩孔方法通常是通过高压旋喷方式实现。但当需在岩层扩孔时，高压旋喷扩大头不进入岩层，无法进行扩孔，导致锚杆实际承载力不能满足设计要求。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法，能够解决现有扩孔方式不适用于岩层的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置，其包括：

锚杆本体，所述锚杆本体的第一端设有钻头；

扇叶刀片，所述扇叶刀片可转动安装于所述锚杆本体靠近第一端的侧壁上；

用于驱动所述扇叶刀片开合的驱动机构，所述驱动机构包括液压装置和用于连接所述液压装置和所述扇叶刀片的连接杆，所述连接杆沿所述锚杆本体长度方向设置，所述液压装置可拆卸安装于所述锚杆本体的第二端上，所述扇叶刀片合并时，所述扇叶刀片的正面贴于所述锚杆本体，所述扇叶刀片的背面与所述连接杆连接。

较佳地，所述扇叶刀片数量为多个，多个扇叶刀片的第一端共同安装于所述锚杆本体上，多个扇叶刀片的第二端呈发散状向外延伸。

较佳地，所述扇叶刀片的第一端设有第一耳板，所述锚杆本体的侧壁设有第二耳板，所述第一耳板和所述第二耳板内穿设有销轴。

较佳地，所述锚杆本体为钻孔杆。

本发明提供一种采用活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法，包括如下步骤：

打开液压装置，通过所述液压装置伸长并带动连接杆下移，使扇叶刀片相对锚杆本体向内转动收缩至贴合于所述锚杆本体；

转动钻头进行钻孔至待扩孔位置；

通过所述液压装置收缩并带动连接杆上移，使所述扇叶刀片相对所述锚杆本体向外转动张开，再转动所述锚杆本体向下移动，使所述锚杆本体带动所述扇叶刀片转动，形成扩孔；

再通过所述液压装置伸长并带动连接杆下移，使所述扇叶刀片相对所述锚杆本体向内转动收缩至贴合于所述锚杆本体上，将所述锚杆本体取出，拆除所述扇叶刀片，并将所述锚杆本体放入扩孔中；

于所述扩孔中注浆。

本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法的进一步改进在于，所述锚杆本体为钻孔杆；

在转动所述锚杆本体时，通过钻孔机驱动所述钻孔杆转动。

本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法的进一步改进在于，所述锚杆本体上沿长度方向还安装有注浆管，所述注浆管设于所述扇叶刀片的上方；

将所述锚杆本体取出，拆除所述扇叶刀片，并将所述锚杆本体放入扩孔中后，通过所述注浆管于所述扩孔中注浆。

本发明的有益效果在于，本发明的一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法，锚杆本体上可拆卸安装有扇叶刀片，通过使扇叶刀片转动来调整扇叶刀片与锚杆本体之间的夹角，从而使扇叶刀片进行扩孔，且可以通过调整夹角来改变扩孔尺寸，在扩孔完成后将扇叶刀片取下。本发明的锚杆在扇叶刀片的作用下能够进入岩层进行自扩孔，并能调整扩孔大小，提高锚杆的抗拔力，结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的截面结构示意图。

图2是本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扇叶刀片与连接杆连接示意图。

图3是本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的注浆管的位置示意图。

图4是图1中A-A截面示意图。

图5是图1中B-B截面示意图。

图6是本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的锚杆本体与扇叶刀片夹角示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

1-锚杆本体；101-钻头；2-扇叶刀片；3-液压装置；4-连接杆；5-深孔；6-扩孔；7-注浆管。

具体实施方式

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

请参阅图1至图6，本发明提供一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置，包括锚杆本体1、扇叶刀片2。其中：

锚杆本体1的第一端设有钻头101。

扇叶刀片2可转动安装于锚杆本体101靠近第一端的侧壁上。

用于驱动扇叶刀片2开合的驱动机构，驱动机构包括液压装置3和用于连接液压装置3和扇叶刀片2的连接杆4，连接杆4沿锚杆本体1长度方向设置，液压装置3可拆卸安装于锚杆本体1的第二端上。扇叶刀片2合并时，扇叶刀片2的正面贴合于锚杆本体1，扇叶刀片2的背面与连接杆4转动连接。液压装置3伸缩带动连接杆4上下移动从而使扇叶刀片2转动。连接杆4的第一端与扇叶刀片2的背面转动连接，较佳地，扇叶刀片2的背面、连接杆4的第一端都设有耳板，在耳板内穿设销轴连接。如图3所示，连接杆4的第二端与液压装置3连接，较佳地，可以通过螺栓连接。较佳地，液压装置3可以为液压杆。

驱动机构驱动扇叶刀片2相对锚杆本体101的侧壁转动开合，以改变扇叶刀片2与锚杆本体1的夹角，从而使扇叶刀片2进行扩孔时，扩孔直径随着扇叶刀片2的转动而发生变化。如图6所示，扇叶刀片2与锚杆本体1的夹角为θ，扇叶刀片2的长度为r，扩孔半径为d，则d＝r*sinθ，扩孔直径D＝2d＝2*r*sinθ，则改变夹角θ，会改变扩孔直径。

作为一种较佳的实施方式，如图5所示，扇叶刀片2数量为多个，多个扇叶刀片2的第一端共同安装于锚杆本体1上且处于同一横截面上，在锚杆本体1的同一横截面上，多个扇叶刀片2的端部均匀间隔分布，多个扇叶刀片2的第二端呈发散状向外延伸。

作为一种较佳的实施方式，如图5所示，扇叶刀片2的第一端设有第一耳板，锚杆本体1的侧壁上设有第二耳板，第一耳板和第二耳板内穿设有销轴。

作为一种较佳的实施方式，锚杆本体1为钻孔杆，将钻孔杆安装于钻孔机上进行钻孔。

本发明提供一种采用活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法，包括如下步骤：

打开液压装置3，通过液压装置3伸长并带动连接杆4下移，使扇叶刀片2相对锚杆本体1向内转动收缩至贴合于锚杆本体1；

转动钻头101进行钻孔至待扩孔位置，形成深孔5；

通过液压装置3收缩并带动连接杆4上移，使扇叶刀片2相对锚杆本体1向外转动张开，再转动锚杆本体1向下移动，使锚杆本体1带动扇叶刀片2转动，形成扩孔6；

再通过液压装置3伸长并带动连接杆4下移，使扇叶刀片2相对锚杆本体1向内转动收缩至贴合于锚杆本体1上，将锚杆本体1取出，拆除扇叶刀片2，并将锚杆本体1放入扩孔6中；

将注浆管放入到扩孔6中，进行注浆。

本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法的进一步改进在于，锚杆本体1为钻孔杆；

在转动锚杆本体1时，通过钻孔机驱动钻孔杆转动。

本发明活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法的进一步改进在于，锚杆本体1上沿长度方向还安装有注浆管7，注浆管7设于扇叶刀片2的上方。

将锚杆本体1取出，拆除扇叶刀片2，并将锚杆本体1放入扩孔6中后，通过注浆管7于扩孔6中注浆。

较佳地，注浆管7可绑设于锚杆本体1上。

采用本发明的活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置及其扩体方法，通过液压装置的伸缩控制扇叶刀片的转动从而改变扇叶刀片与锚杆本体之间的夹角，方便扇叶刀片伸入深孔中向下扩孔，且形成的扩孔直径与夹角的角度有关，通过改变夹角也可以改变扩孔直径。本发明扩体锚杆装置能够进入岩层进行自扩孔，结构简单，安装及拆卸方便。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置，其特征在于，包括：

锚杆本体，所述锚杆本体的第一端设有钻头；

扇叶刀片，所述扇叶刀片可转动安装于所述锚杆本体靠近第一端的侧壁上；

用于驱动所述扇叶刀片开合的驱动机构，所述驱动机构包括液压装置和用于连接所述液压装置和所述扇叶刀片的连接杆，所述连接杆沿所述锚杆本体长度方向设置，所述液压装置可拆卸安装于所述锚杆本体的第二端上，所述扇叶刀片合并时，所述扇叶刀片的正面贴合于所述锚杆本体，所述扇叶刀片的背面与所述连接杆连接。

2.如权利要求1所述的活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置，其特征在于，所述扇叶刀片数量为多个，多个扇叶刀片的第一端共同安装于所述锚杆本体上，多个扇叶刀片的第二端呈发散状向外延伸。

3.如权利要求1所述的活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置，其特征在于，所述扇叶刀片的第一端设有第一耳板，所述锚杆本体的侧壁设有第二耳板，所述第一耳板和所述第二耳板内穿设有销轴。

4.如权利要求1所述的活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置，其特征在于，所述锚杆本体为钻孔杆。

5.一种采用如权利要求1所述的活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法，其特征在于，包括如下步骤：

打开液压装置，通过所述液压装置伸长并带动连接杆下移，使扇叶刀片相对锚杆本体向内转动收缩至贴合于所述锚杆本体；

转动钻头进行钻孔至待扩孔位置；

通过所述液压装置收缩并带动所述连接杆上移，使所述扇叶刀片相对所述锚杆本体向外转动张开，再转动所述锚杆本体向下移动，使所述锚杆本体带动所述扇叶刀片转动，形成扩孔；

再通过所述液压装置伸长并带动所述连接杆下移，使所述扇叶刀片相对所述锚杆本体向内转动收缩至贴合于所述锚杆本体上，将所述锚杆本体取出，拆除所述扇叶刀片，并将所述锚杆本体放入扩孔中；

于所述扩孔中注浆。

6.如权利要求5所述的活动旋转扇叶式刀片扩体锚杆装置的扩体方法，其特征在于，所述锚杆本体为钻孔杆；

在转动所述锚杆本体时，通过钻孔机驱动所述钻孔杆转动。