CN203847136U - 一种新型预应力锚固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于采矿工程的锚杆支护技术领域，特别涉及一种新型预应力锚固装置。该锚固装置主要由多个膨胀式锚头1、锚杆主体2、锚杆连接套3、锚杆托盘4等组成。通过多个膨胀式锚头1与孔壁的摩擦力和机械咬合力，有效避免了应力集中的出现，能使锚杆体轴力分布更加均匀，完全发挥整体锚杆的锚固效果。本实用新型所提供的新型预应力锚固装置结构简单、操作方便、高效、受力均匀，能满足各类采矿工程中锚杆支护技术要求，同时可实现部分材料的回收利用，对采矿工程中新型锚固技术的发展和应用都具有重要价值。
Description
技术领域
本发明属于采矿工程的锚杆支护技术领域，特别涉及一种新型预应力锚固装置。
背景技术
自20世纪70年代起，机械膨胀式锚杆支护技术作为临时支护及注浆永久支护，已经成功应用于采矿、边坡支护及水利水电等工程中，并取得了较好的支护效果。膨胀式预应力锚杆具有快速锚固的能力，并能对高地应力下的崩塌和岩爆等问题起到很好的效果，满足快速施工的需要。我国采矿工程中的围岩比较坚硬，加上硬岩扩孔目前还没有成熟的施工器械及工具，而且工序复杂，施工时间难以，通常使用气动凿岩机钻凿Φ28～50mm的小孔径钻孔。
目前，国内外现有机械膨胀式锚杆均为底部单个膨胀式锚头结构，锚杆受力不均匀，在膨胀式锚头处应力集中现象明显，主要破坏方式以锚杆断裂为主，锚杆一旦断裂，则锚杆失效，锚杆锚固长度范围内岩体瞬间失去锚固效果。因此，开发受力分布更为合理、承载力更高、安装方式更为简便的新型预应力锚固装置已经成为锚杆支护技术发展的关键问题。
新型预应力锚固装置主要有多个膨胀式钢制锚头1、锚杆主体2、锚杆连接套3、锚杆托盘4等组成。通过多个膨胀式锚头与孔壁的摩擦力和机械咬合力，有效避免了应力集中的出现，能使锚杆体轴力分布更加均匀，完全发挥整体锚杆的锚固效果。锚固力的增加既可减少锚杆及钻孔长度，又节省钻孔时间与材料消耗，能够带来显著的经济效益。同时，新型预应力锚固装置继承了机械式预应力锚杆可回收利用的优点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、操作方便，能满足采矿工程中锚杆支护技术要求的新型预应力锚固装置。
本发明结构组成为多个膨胀式锚头1、锚杆主体2、锚杆连接套3、锚杆托盘4等。其特点：(1)结构简单；(2)操作方便、高效：本发明所有连接均为机械螺栓连接，可实现高效作业；(3)受力均匀：通过增加膨胀式锚头，在杆体轴力方向上，锚杆拉力由多个膨胀锚头1与孔壁的摩擦力和机械咬合力分担，可避免应力集中的出现，锚杆受力更加合理；(4)可根据现场围岩条件调整膨胀式锚头的间距，合理分配锚杆主体2所受拉力；(5)可根据不同钻孔直径、不同承载力设计值要求匹配锚杆直径和膨胀式锚头1外径，优化锚杆支护设计。
本发明所提供的新型预应力锚固装置，结构简单、操作方便、高效、受力均匀，能满足各类采矿工程中锚杆支护技术要求，对采矿工程中新型锚杆技术的发展和应用都具有重要的价值。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1新型预应力锚固装置正面闭合示意图
图2新型预应力锚固装置正面张开示意图
图3膨胀式锚头1结构示意图
图中①膨胀式锚头；②锚杆主体；③锚杆连接套；④锚杆托盘；⑤钻孔孔壁；⑥两侧楔形咬合体(中部带孔)；⑦倒楔体(内置螺纹)；⑧弹簧片(与锚杆固定)。
具体实施方式
本发明提供了一种新型预应力锚固装置，下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。结构参数(以Φ40mm钻孔，两个Φ36mm膨胀式锚头为例)：
锚杆主体2：膨胀式锚头1、锚杆连接套3、托盘的安装主体，选用HPB235级直径Φ16mm钢筋，内部长度500mm，外部长度为1300mm；
膨胀式锚头1：安装在锚杆主体2上，随锚杆转动，两侧楔形体(中部带孔)逐渐张开，其两翼完全展开前最大直径为40mm，展开后最大直径为42mm，保证锚头与孔壁间形成咬合力；主要结构包括，两侧楔形体(中部带孔)，倒楔体7(内置螺纹)，弹簧片8(与锚杆固定)；
锚杆连接套3：内置螺纹，可实现将两根锚杆进行螺纹机械连接，为保证连接强度，长度应大于40mm；
锚杆托盘4：围岩变形使载荷作用于托盘上，通过托盘将载荷传递到锚杆杆体，增大锚杆的工作阻力，充分发挥锚杆控制围岩变形的作用，选用厚度4mm，边长120mm带孔铁板。
实施步骤：
(1)装置安装：将锚杆体、膨胀式锚头1、锚杆连接套3、托盘等按照从外向内的顺序依次安装；
(2)锚杆进孔：将锚杆整体推入钻孔内；
(3)膨胀式锚头打开：通过旋转锚杆外部，使膨胀式锚头逐渐张开；
(4)施加预应力：整体锚杆安装完毕后，再通过机械装置旋转锚杆，通过托盘与锚头间拉力对锚杆施加预应力。
Claims (3)
1.一种新型预应力锚固装置，包括膨胀式锚头①、锚杆主体②、锚杆连接套③、锚杆托盘④、两侧楔形咬合体⑥、倒楔体⑦、弹簧片⑧，其特征在于：膨胀式锚头①连接在锚杆主体②上，旋转锚杆主体②可使膨胀锚头①与钻孔孔壁⑤之间产生咬合力。
2.根据权利要求1所述的一种新型预应力锚固装置，其特征在于：锚杆主体②直径为16mm～28mm，且可连接多个膨胀式锚头①。
3.根据权利要求1所述的一种新型预应力锚固装置，其特征在于：锚杆连接套③可将多个锚杆主体②连接在一起。
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| CN105114110A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-02 | 洛阳中岩工程材料有限公司 | 一种新型滑道式涨壳锚头 |
| CN105971645A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-28 | 铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司 | 一种用于胀管式锚杆的内置式开花衬套 |
| CN106351681A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-01-25 | 洛阳中岩工程材料有限公司 | 一种叶瓣可自动涨开的滑道式涨壳锚头 |
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