CN202338350U - 一种新型连续增阻变形锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于包括：摩擦套管，摩擦套管的内径从套管的一端到另一端逐渐变小；可缩性拉杆，包括连在一起的第一段杆体与第二段杆体，其中第一段杆体为管式结构，嵌套在摩擦套管内，第一段杆体的外径从杆体的一端到另一端逐渐变小，第一段杆体的外壁与摩擦套管的内壁保持接触。本实用新型在围岩发生大变形时可以受拉伸长而本身不发生破坏，并且能连续增加工作阻力，在此过程中还可以不断地吸收围岩变形能量。此外，还具有结构简单，易于加工，操作方便等特点。

Description

一种新型连续增阻变形锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种地下工程支护用锚杆，尤其涉及一种可产生连续变形而不发生破坏的连续增阻变形高强锚杆。

背景技术

在矿山巷道以及其他地下工程支护中，锚杆是应用最广也是最多的一种支护装备。随着开采深度不断增大以及大规模地下工程的建设，面临的地质条件越来越复杂，围岩经常表现出大变形特点。当围岩变形量较大，超过锚杆所能够承受的范围时，将导致其破坏失效，进而造成地下工程失稳破坏事故。目前采用的锚杆可变形量较小，不能适应大变形的特点。现有技术中的变形锚杆，如实用新型专利申请CN 101858225A虽公开了一种变形锚杆，但并未记载锚杆变形的实现方法。实用新型专利申请CN 102094662A公开了一种摩擦套筒式大变形锚杆和CN 102086770公开了一种锥阻式摩擦套筒大变形锚杆，但锚杆结构过于复杂、加工困难，且可提供工作阻力小、性能不可靠，不能满足现代地下工程支护需求。

实用新型内容

本实用新型的任务在于提供一种新型连续增阻变形锚杆。该连续增阻变形锚杆可以在地下工程及隧道围岩发生大变形时随围岩协调变形，能够连续增加工作阻力，变形过程中还可以吸收围岩变形能。

其技术解决方案是：

一种新型连续增阻变形锚杆，包括：

摩擦套管，摩擦套管的内径从套管的一端到另一端逐渐变小；

可缩性拉杆，包括连在一起的第一段杆体与第二段杆体，其中第一段杆体为管式结构，嵌套在摩擦套管内，第一段杆体的外径从杆体的一端到另一端逐渐变小，第一段杆体的外壁与摩擦套管的内壁保持接触。

上述第二段杆体为实心杆体。

上述第一段杆体的杆壁厚度在杆体的轴向上相同。

上述新型连续增阻变形锚杆还包括螺母和托盘，在第二段杆体的自由端设置有连接螺纹，托盘固定在钻孔的孔口处，第二段杆体的自由端伸出托盘，螺母连接在第二段杆体的自由端上。

上述第一段杆体为一段圆台形或圆锥形钢管，在管壁上设置有一条沿轴向伸展的缺口。

上述缺口设置有一条。

上述摩擦套管的内管壁上设置有周向肋纹，和/或第一段杆体的外壁上设置有相适配的周向肋纹。

在上述摩擦套管内径大的一端设置有套管端盖，套管端盖与摩擦套管通过螺纹连接。

在上述摩擦套管内径大的一端设置有固定拉杆，固定拉杆通过拉杆头部与套管端口相连接。

上述拉杆头部与套管端口通过螺纹连接。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型在巷道围岩发生大变形时受拉伸长而本身不发生破坏，并且能连续增加工作阻力，在此过程中还可以不断地吸收围岩变形能量。此外，还具有结构简单，易于加工，操作方便等特点。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种实施方式的结构原理示意图。

图2为图1方式中摩擦套管的主视结构原理示意图。

图3为图2方式的左视结构原理示意图。

图4为图1方式中可缩性拉杆的主视结构原理示意图。

图5为图4方式的左视结构原理示意图。

图6为本实用新型另一种实施方式的结构原理示意图。

图7为图6方式中摩擦套管的主视结构原理示意图。

图8为图7方式的左视结构原理示意图。

图9为图6方式中可缩性拉杆的局部主视结构原理示意图。

图10为图9方式的左视结构原理示意图。

具体实施方式

实施例1

结合图1至图5，一种新型连续增阻变形锚杆，包括摩擦套管1、可缩性拉杆2、螺母3和托盘4。

上述摩擦套管，其内径从套管的一端到另一端逐渐变小。如选用圆台形或圆锥形钢管。上述摩擦套管的内管壁除采用常规的光面结构外；还可采用这样一种优选方式，即在内管壁上设置有周向肋纹，用于增大摩擦系数。此外，在上述摩擦套管内径大的一端还可设置有套管端盖5，套管端盖与摩擦套管可以通过螺纹等方式连接。

上述可缩性拉杆，包括连在一起的第一段杆体201与第二段杆体202，其中第一段杆体为管式结构，嵌套在摩擦套管内，第一段杆体的外径从杆体的一端到另一端逐渐变小，第一段杆体的外壁与摩擦套管的内壁保持接触。上述第一段杆体的杆壁厚度在杆体的轴向上相同，如选用一段圆台形或圆锥形钢管；在钢管的管壁上设置有一条沿轴向伸展的缺口203，该技术方式的钢管又可称为半圆形钢管。第一段杆体的径向刚度比摩擦套管的径向刚度小，在受力时会产生闭合变形即产生径向形变。上述第二段杆体为实心杆体。第一段杆体与第二段杆体之间可以通过螺纹连接、焊接或铸造等方式结合在一起。在第一段杆体的外壁上也可设置有与摩擦套管周向肋纹相适配的周向肋纹。

上述实施例中，在第二段杆体的自由端设置有连接螺纹，托盘固定在钻孔的孔口处，第二段杆体的自由端伸出托盘，螺母连接在第二段杆体的自由端上。

实施例2

结合图6至图10，一种新型连续增阻变形锚杆，包括摩擦套管1、可缩性拉杆2和固定拉杆3。

上述摩擦套管，其内径从套管的一端到另一端逐渐变小。如选用圆台形或圆锥形钢管。上述摩擦套管的内管壁除采用常规的光面结构外；还可采用这样一种优选方式，即在内管壁上设置有周向肋纹，用于增大摩擦系数。在上述摩擦套管内径大的一端设置有固定拉杆，固定拉杆通过拉杆头部301与套管端口相连接；上述拉杆头部与套管端口可通过螺纹连接。

上述可缩性拉杆，包括连在一起的第一段杆体201与第二段杆体202，其中第一段杆体为管式结构，嵌套在摩擦套管内，第一段杆体的外径从杆体的一端到另一端逐渐变小，第一段杆体的外壁与摩擦套管的内壁保持接触。上述第一段杆体的杆壁厚度在杆体的轴向上相同，如选用一段圆台形或圆锥形钢管；在钢管的管壁上设置有一条沿轴向伸展的缺口203；采取前述技术方式的钢管又可称为半圆形钢管或带缝钢管。第一段杆体的径向刚度比摩擦套管的径向刚度小，在受力时会产生闭合变形即产生径向形变。上述第二段杆体为实心杆体。第一段杆体与第二段杆体之间可以通过螺纹连接、焊接或铸造等方式结合在一起。在第一段杆体的外壁上也可设置有与摩擦套管周向肋纹相适配的周向肋纹。

其工作原理大致是：

通过树脂锚固剂等将摩擦套管固定在钻孔深处(孔底)。当围岩发生变形且其反力超过一定限值时，能拉动可缩性拉杆向外滑移，由于摩擦套管内径由内向外逐渐变小，引起可缩性拉杆发生闭合变形，并对摩擦套管产生越来越大的挤压力，由此和摩擦套管间产生不断增大的摩擦阻力。随着工作阻力的不断增大，产生稳定的增阻效应，还可以允许拉杆发生较大位移以适应围岩变形，在围岩变形过程中，还会不断吸收围岩变形能，保持围岩的稳定。

本实用新型实现增阻变形的原理不同于以往任何锚杆。它充分利用半圆筒形钢管闭合时会产生越来越大的反力以实现增阻效应，并将轴向位移转化为可缩性拉杆的径向形变以实现连续变形的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于包括：

摩擦套管，摩擦套管的内径从套管的一端到另一端逐渐变小；

可缩性拉杆，包括连在一起的第一段杆体与第二段杆体，其中第一段杆体为管式结构，嵌套在摩擦套管内，第一段杆体的外径从杆体的一端到另一端逐渐变小，第一段杆体的外壁与摩擦套管的内壁保持接触。

2.根据权利要求1所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：所述第二段杆体为实心杆体。

3.根据权利要求1所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：所述第一段杆体的杆壁厚度在杆体的轴向上相同。

4.根据权利要求1所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于还包括螺母和托盘，在第二段杆体的自由端设置有连接螺纹，托盘固定在钻孔的孔口处，第二段杆体的自由端伸出托盘，螺母连接在第二段杆体的自由端上。

5.根据权利要求3所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：所述第一段杆体为一段圆台形或圆锥形钢管，在管壁上设置有一条沿轴向伸展的缺口。

6.根据权利要求5所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：所述缺口设置有一条。

7.根据权利要求1所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：所述摩擦套管的内管壁上设置有周向肋纹，和/或第一段杆体的外壁上设置有相适配的周向肋纹。

8.根据权利要求1所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：在所述摩擦套管内径大的一端设置有套管端盖，套管端盖与摩擦套管通过螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：在所述摩擦套管内径大的一端设置有固定拉杆，固定拉杆通过拉杆头部与套管端口相连接。

10.根据权利要求9所述的一种新型连续增阻变形锚杆，其特征在于：所述拉杆头部与套管端口通过螺纹连接。

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