CN1415843A - 一种锚索支护及利用废旧钢丝绳改制锚索的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新的锚索支护及利用废旧钢丝绳改制锚索的方法。本发明的特点是用钢丝绳锚索代替传统的钢绞线锚索，锁具由锁套和三片锁牙组成。钢丝绳可以用废旧钢丝绳经分股→去芯→除油→除锈→捻股制成。本发明具有锁紧效果好，且实现了废旧钢丝绳的再利用。

Description

一种锚索支护及利用废旧钢丝绳改制锚索的方法

技术领域

本发明属于地下工程施工支护装置，主要用于巷道、峒室支护。

背景技术

锚索支护是地下工程施工的一种有效支护形式，现有的锚索支护由高强度钢绞线锚索、托盘、位于托盘下面的锁具组成。实际使用方法是将锚索的大部分深入岩石孔内，最前方用树脂锚固定在岩石内，形成I锚固段、II自由段、III张力端、张力端位于岩石孔外。

I锚固段：这是连接锚索锚固在岩石体内提供预应力的根基，通过树脂锚固剂将锚索与孔壁围岩固定在一起，在锚固段有搅拌齿和筒形挡圈。

II自由段：这是连接锚固段与张拉端的锚索体部分。通过对钢绞线的张拉使该段产生弹性伸长而实现预应力，这部分能实现自由伸缩，其变形能力基本与锚杆变形能力相匹配。

III张拉端：是锚索位于孔口外的外露部分，是锚索借以张拉预应力和锚固锁定的部位，主要由固定钢绞线的锁具组成。现有锚索支护均采用高强度钢绞线制作，存在如下缺点：

①“三径”不匹配，国外实例表明：锚固段环形树脂壁厚最佳为δ＝3.5mm的锚固强度最高，国内实例值为δ＝4.5-5m，而小直径锚索(φ15)与孔径(φ28)不匹配，其δ＝(28-15)/2＝7.5mm。

②锚索用的钢绞线与锚杆变形能力不匹配，锚索延伸率为3.6％，而螺纹钢为16％，A₃圆钢为25％，导致顶板载荷集中在锚索上，锚杆、锚索不能有效形成合力，降低了整体支护强度。

③传统锁具因牙形、光洁度、锥度角、表面处理硬度尺度配合关系等一系列技术参数不合适，导致锁具的锁紧力不能保证其大于锁的破断载荷，从而在回采工作面两道隅角顶板悬露，围岩失稳后，不是钢绞线断而锁具下滑，下滑的同时必定要产生火花，在本身就易造成瓦斯积聚的隅角，火花的产生为瓦斯爆炸创造了条件，因此不能保证锁紧力大于其破断力，是一大安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的锚索支护以及利用废旧钢丝绳生产此种锚索的方法。

本发明的技术方案如下：该发明的锚索支护由锚索、装置在锚索锚固段的挡圈、搅拌齿、锚索托盘、装在托盘下方的锁具组成，其特征是锁具包括圆柱形锁套、在锁套内有圆锥台孔，孔的内壁光洁，三片锁牙均匀装置在锥形内孔中，锁牙的外壁表面光洁，内表面为锯齿形结构，以增大锁牙与钢丝绳之间的摩擦力，在三片锁牙的底部开有用于锁紧锁牙的凹槽；锚索采用钢丝绳。

本发明中的锚索可以用废旧钢丝绳改制，其改制方法是：对于直径21毫米的废旧钢丝绳：a)先将废旧钢丝绳分股→去芯→除油→除锈后得钢丝；b)将步骤(a)所得钢丝进行捻股成钢丝绳；c)加挡圈和搅拌齿。

对于直径15-21毫米的废旧钢丝绳，除油、除锈后可直接使用。

其除油、除锈方法为常规方法。

由于采用了上述锁具结构，本发明有效解决了锁牙和柔性钢丝绳之间不发生相对滑动的问题。克服了原有技术当悬吊拉力迅猛增大时出现的滑动、脱套、下滑和咬合面切断现象。利用钢丝绳代替钢绞线(φ15.24)作锚索，其优点是：①钢丝绳比钢绞线更符合锚索与钻孔间的匹配，提高锚固力。研究发现索与钻孔径差在7～10mm时锚固效果最好，还能避免“穿帮”导致的锚固失效。②钢丝绳延伸率比钢绞线更大，克服了过去固索与锚杆延伸率不匹配而导致的变形不同步，受载不同步，无法发挥最大支护合力的缺点。③节约成本。利用废旧钢丝绳改制成锚索，解决了废旧钢丝绳的再利用问题。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进一步详细描述。

图1是锚索支护结构示意图；

图2是锚索支护使用状态图；

图3是锁具结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图。

图中，1.锚索，2.托盘，3.锁具，4.树脂，5.钻孔，6.岩壁，7.锁套，8.锁套内孔，9.锁牙，10.内孔上倒角，11.凹槽，12.挡圈，13.搅拌齿，I锚固段，II自由段，III张力端。

具体实施方式

参照图1、图3、和图4，锚索支护由锚索(1)、托盘(2)、位于托盘(2)下方的锁具(3)组成。锚索为用上述方法改造的废旧钢丝绳，在锚固段有圆环形挡圈(12)、搅拌齿(13)。锁具是由锁套(7)和三片锁牙(9)组成，锁套(3)为圆柱形结构，位于锁套内的锁套内孔(8)为圆锥台形结构，在内孔的上方开有易于安装的倒角(10)，内孔(8)表面光洁，三片锁牙(9)均匀布在锁套内孔(8)中，锁牙外表面光洁。在本实施例中，内孔(8)的内表面光洁度、锁牙(9)的外表面光洁度均不低于△8，以确保锁牙在内孔(8)内有效移动，三片锁牙规格一致，内圈表面为锯齿形结构，以增大锁牙和锚索(1)之间的摩擦力，保证锁牙和柔性钢丝绳之间不发生相对滑动，进而达到锁套和锁牙、锁牙和钢丝绳之间形成良好的工作状态，即锁牙在锁套内运行不出槽、不憋死，钢丝绳锁得紧，不下滑，结合面不断绳，张拉端托得住，又能有效张拉。

Claims (5)

1、一种锚索支护，它由锚索(1)、装置在锚索(1)锚固段的挡圈(12)、搅拌齿(13)、托盘(2)、位于托盘(2)下方和托盘(2)连接在一起的锁具组成，其特征是锁具由锁套(7)和装在锁套内孔(8)中呈均匀设置的三片相同的具一定锥度的锁牙(9)组成，锁套为圆柱形，锁套内孔为圆锥台形；锚索为钢丝绳。

2、根据权利要求1所述的锚索支护，其特征是三片锁牙的外周壁表面光洁、内圈表面为锯齿形，底部有用于锁紧锁牙的凹槽(11)。

3、根据权利要求1所述的锚索支护，其特征是锁套内孔(8)孔壁光洁、顶部处有倒角(10)。

4、一种利用废旧钢丝绳改制锚索的方法，其特征是：

a)对于直径21mm以上废旧钢丝绳经分股→去芯→除油→除锈得钢丝；

b)将步骤(a)所得钢丝进行捻股成钢丝绳；

c)加挡圈和搅拌齿。

5、根据权利要求4所述的锚索，其特征是对φ18-φ21的废旧钢丝绳只需除油、除锈、分段、加挡圈和搅拌齿即成型。

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