CN203239369U

CN203239369U - 一种改进的扩大端部锚固装置

Info

Publication number: CN203239369U
Application number: CN 201320240195
Authority: CN
Inventors: 乔卫国; 韦九洲; 林登阁; 王立华; 朱军
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改进的扩大端部锚固装置，特征是包括中空锚杆杆体、平托盘、螺纹钢、圆锥口整体型托盘和管塞；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，所有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，螺纹钢穿经杆体的管腔并插入及固结在锚固头内，形成有效锚固段，圆锥口整体型托盘套置在螺纹钢的自由端上，螺母位于圆锥口整体型托盘的外侧，顶压在圆锥口整体型托盘上。本实用新型利用爆破扩孔的中空锚杆基础上借鉴钢筋混凝土的胶结理论以及普通水泥砂浆锚杆施工方法，使得杆体内部加强了锚固段效果并更好的利用扩大型锚固头，对于大变形弱胶结软岩支护技术起到进一步的提高作用。

Description

一种改进的扩大端部锚固装置

技术领域

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

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，普通注浆锚固装置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固装置。

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固装置存在的技术缺陷，提供一种改进的扩大端部锚固装置。

其技术解决方案是：

一种改进的扩大端部锚固装置，包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体、一个平托盘、一根螺纹钢、一个圆锥口整体型托盘和一个由塑料制成的管塞；上述中空锚杆杆体的自由端设置有反扣部，平托盘套置在中空锚杆杆体自由端上并位于反扣部的内侧；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，所有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，螺纹钢穿经中空锚杆杆体的管腔并插入及固结在锚固头内，形成有效锚固段，圆锥口整体型托盘套置在螺纹钢的自由端上，一螺母旋紧在螺纹钢的自由端上，螺母位于圆锥口整体型托盘的外侧，顶压在圆锥口整体型托盘上。

上述预留缝有四条，瓣片为四片。

上述螺纹钢的直径小于中空锚杆杆体管腔内径的二分之一。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型改进了锚杆自由端的连接状况，并在利用爆破扩孔的中空锚杆基础上借鉴钢筋混凝土的胶结理论以及普通水泥砂浆锚杆施工方法，使得杆体内部加强了锚固段效果并更好的利用扩大型锚固头，对于大变形弱胶结软岩支护技术起到进一步的提高作用。

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方式的剖示结构原理示意图。

图3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与图3，一种改进的扩大端部锚固装置，包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体1、一个平托盘2、一根螺纹钢3、一个圆锥口整体型托盘4和一个由塑料制成的管塞5。上述中空锚杆杆体的自由端设置有反扣部6，平托盘套置在中空锚杆杆体自由端上并位于反扣部的内侧。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7，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8，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10插入圆柱形中心孔时，雷管的炮线11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12，所有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13，螺纹钢穿经中空锚杆杆体的管腔15并插入及固结在锚固头内，形成有效锚固段，圆锥口整体型托盘套置在螺纹钢的自由端上，螺母9旋紧在螺纹钢的自由端上，螺母位于圆锥口整体型托盘的外侧，顶压在圆锥口整体型托盘上。

优选地，上述方式中，预留缝可有四条，瓣片为四片。

优选地，上述方式中，螺纹钢的直径小于中空锚杆杆体管腔内径的二分之一。

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（圆柱形中心孔）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14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、利用平托盘，使锚杆杆体自由端口反扣在上面，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、砂浆灌注后应及时插入螺纹钢，并将其插到设计深度。

6、安装圆锥口整体型托盘以及固定螺母，实现整个锚固装置的安装。

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。对软岩石的破坏，利用爆生气体的膨胀作用产生功效应。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。需根据地质特性确定药量的大小。

2、由于锚固端受到爆破力的作用，对钢管整体产生一定的张拉力，从而引起自由端与托盘产生预应支承力。

3、采用的砂浆水灰比相对较小，以防止水对岩层的二次破坏。

4、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，第二阶段为摩擦端承型阶段，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。在此基础上，借鉴普通水泥砂浆锚杆施工方法，在中空杆体内插入螺纹钢，通过钢筋混凝土的胶结作用理论，利用螺纹钢的抗拉作用以及水泥交接后的固结力，从而更加有效地利用扩大型端部锚固。

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

1.一种改进的扩大端部锚固装置，其特征在于包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体、一个平托盘、一根螺纹钢、一个圆锥口整体型托盘和一个由塑料制成的管塞；上述中空锚杆杆体的自由端设置有反扣部，平托盘套置在中空锚杆杆体自由端上并位于反扣部的内侧；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，所有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，螺纹钢穿经中空锚杆杆体的管腔并插入及固结在锚固头内，形成有效锚固段，圆锥口整体型托盘套置在螺纹钢的自由端上，一螺母旋紧在螺纹钢的自由端上，螺母位于圆锥口整体型托盘的外侧，顶压在圆锥口整体型托盘上。

2.根据权利要求1所述的一种改进的扩大端部锚固装置，其特征在于：上述预留缝有四条，瓣片为四片。

3.根据权利要求1所述的一种改进的扩大端部锚固装置，其特征在于：上述螺纹钢的直径小于中空锚杆杆体管腔内径的二分之一。