CN203239368U

CN203239368U - 一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆

Info

Publication number: CN203239368U
Application number: CN 201320240128
Authority: CN
Inventors: 乔卫国; 韦九洲; 林登阁; 王立华; 程少北
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-05-07

Abstract

本实用新型公开了一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，特征是包括一根带有外螺纹的中空杆体、一个托盘和一个管塞；托盘套置在杆体的自由端上，螺母位于托盘的外侧，顶压在托盘上；杆体内端口处的锚头上设置有四条预留缝，所有预留缝在锚头的圆周向上均衡分布，在内端口处的锚头外表面上设置有环向倒锯齿带，管塞安置在内端口中，管塞设置有用于插入雷管的中心孔，在雷管插入中心孔时，雷管的炮线可沿中空锚杆杆体的管腔引出。本实用新型在一定程度上可解决弱胶结软岩机械扩孔难的问题，并对于大变形弱胶结软岩支护的锚固力起到一定的提高作用。

Description

一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程支护用锚杆，尤其是一种适用于弱胶结软岩的支护用锚杆。

背景技术

目前，随着国内地矿资源开采的不断扩大，矿井建设中遇到的地质问题也日益复杂。地质软岩支护问题也层出不穷，尤其是岩石泥质含量较高，胶结差，节理裂隙不发育，遇水软化的问题。

经生产实践验证，普通注浆锚杆无法实现预期的锚固力，很有必要提供一种新的适用于这种地质软岩的锚杆。

实用新型内容

本实用新型的任务在于解决现有技术中弱胶结软岩支护用锚杆存在的技术缺陷，提供一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆。

其技术解决方案是：

一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体、一个圆锥口整体型托盘和一个由塑料制成的管塞；托盘套置在中空锚杆杆体的自由端上，一螺母旋紧在中空锚杆杆体的自由端上，螺母位于托盘的外侧，顶压在托盘上；中空锚杆杆体内端口处的锚头上设置有至少两条沿杆体长度方向延伸一段的预留缝，所有预留缝在锚头的圆周向上均衡分布，在内端口处的锚头外表面上设置有环向倒锯齿带，管塞安置在内端口中，管塞设置有用于插入雷管的圆柱形中心孔，在雷管插入圆柱形中心孔时，雷管的炮线可沿中空锚杆杆体的管腔引出。

上述中空锚杆杆体内端口在受到爆破冲击后能产生永久形变及辐射状的瓣片。

上述瓣片围成一个扩腔区，在扩腔区内充填砂浆后形成一个近似于球体的锚固头。

上述预留缝有四条，瓣片为四片。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型针对弱胶结地质软岩，通过爆破扩孔，利用爆破的冲击力，使得孔底处软岩产生空腔，同时使得腔壁成为压密区，随即在锚杆内注入砂浆，形成一个近似于球体的扩大端锚固头，以提升锚固力，特别适用于弱胶结地质软岩的支护。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作更进一步的说明：

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方式的局部结构原理示意图。

图3为图2方式的剖示结构原理示意图。

图4示出了本实用新型的锚固头演化进程。

具体实施方式

结合图1、图2、图3与图4，一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体1、一个圆锥口整体型托盘2和一个由塑料制成的管塞3。上述托盘2套置在中空锚杆杆体的自由端上，螺母4旋紧在中空锚杆杆体的自由端上，螺母位于托盘的外侧，顶压在托盘上。上述中空锚杆杆体内端口处的锚头上设置有至少两条沿杆体长度方向延伸一段的预留缝5，所有预留缝在锚头的圆周向上均衡分布，在内端口处的锚头外表面上设置有环向倒锯齿带6，管塞安置在内端口中，管塞设置有用于插入雷管的圆柱形中心孔，在雷管7插入圆柱形中心孔时，雷管的炮线8可沿中空锚杆杆体的管腔11引出。上述中空锚杆杆体内端口在受到爆破冲击后能产生永久形变及辐射状的瓣片9；上述瓣片可围成一个扩腔区，在扩腔区内充填砂浆后形成一个近似于球体的锚固头10。优选地，上述预留缝可有四条，形成瓣片为四片。

本实用新型的应用方法及原理大致是：

1、将雷管插入塞子预留孔内，雷管炮线于锚杆中空管内引出。爆破的装药量最好能根据地质软岩的性质来计算。在锚杆孔12装入药包后，要用少量黏土、沙或土沙混合材料堵塞，堵塞长度不超过药包高度的0.8～1.2倍，以便让爆轰气体产物连同堵塞物与扩壶后的岩石碎屑一起冲出锚杆孔口。

2、向锚杆孔内安装中空锚杆杆体，杆体内端口距孔底距离为2～3厘米。

3、利用托盘、螺母固定好中空锚杆杆体的自由端。然后可以引爆，确保引爆成功后，检查扩腔。

4、锚杆端部扩腔后，使用砂浆注孔器沿锚杆中空腔将砂浆送至扩腔内，使得其在端部富含水的泥岩空腔内形成球体大的锚固头。

5、再次拧紧螺母，固定锚杆。

原理如下：

（1）对软弱岩石，则被压缩成空腔，空腔表面形成坚硬的压实层，称为压缩区。而对软岩石的破坏，则爆生气体的膨胀作用是主要的，产生功效应。遇水软化的泥岩在封闭条件下爆扩时，围岩因受压破坏使孔隙缩小而形成空腔，是冲击压缩作用的结果，因此腔体大小与装药量和岩石性质(如内聚力、纵波波速、孔隙率等)有关。因此需根据地质特性确定药量的大小。

（2）锚杆端部改良切割预留缝成四瓣，宜采用从端口向内延伸的药量递减的方法，达到预期的发散式，从而防止爆破时导致杆端因爆破力剪断。

（3）由于锚杆端部受到爆破力的作用，对锚杆整体产生一定的张拉力，从而引起外固定端托盘产生预应支承力。

（4）采用的砂浆水灰比相对较小，以防止对腔壁造成二次水破坏。

（5）对端部扩大型锚杆的力学机理进行了分析，其受力机理分为三个阶段:第一阶段为摩擦型阶段，在此阶段，其主要受力为锚固段的侧摩阻力，此时端部扩大型锚杆可以归为摩擦型;第二阶段为摩擦端承型阶段，此阶段最明显的特征是其曲线上出现一个“端压拐点”，以“端压拐点”为界，端部扩大型锚杆由摩擦型向摩擦端承型转变;第三阶段为塑性区发展阶段，其主要特征为锚杆周围的土体不断地被压密和强化，导致扩大头处的端压力不断增大，从而提高了端部扩大型锚杆的锚固力。

其优点主要表现在：通过爆破冲击力，可解决软化泥岩无法机械扩孔的难题，瞬间形成爆破扩孔，且爆破过程中外露端的托板也形成支承预应力；并通过扩大端部，显著提高锚杆的锚固力。

本实用新型在一定程度上可解决弱胶结软岩机械扩孔难的问题，并对于大变形弱胶结软岩支护的锚固力起到一定的提高作用。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，其特征在于包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体、一个圆锥口整体型托盘和一个由塑料制成的管塞；托盘套置在中空锚杆杆体的自由端上，一螺母旋紧在中空锚杆杆体的自由端上，螺母位于托盘的外侧，顶压在托盘上；中空锚杆杆体内端口处的锚头上设置有至少两条沿杆体长度方向延伸一段的预留缝，所有预留缝在锚头的圆周向上均衡分布，在内端口处的锚头外表面上设置有环向倒锯齿带，管塞安置在内端口中，管塞设置有用于插入雷管的圆柱形中心孔，在雷管插入圆柱形中心孔时，雷管的炮线可沿中空锚杆杆体的管腔引出。

2.根据权利要求1所述的采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，其特征在于：上述中空锚杆杆体内端口在受到爆破冲击后能产生永久形变及辐射状的瓣片。

3.根据权利要求2所述的采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，其特征在于：上述瓣片围成一个扩腔区，在扩腔区内充填砂浆后形成一个近似于球体的锚固头。

4.根据权利要求2所述的采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，其特征在于：上述预留缝有四条，瓣片为四片。