CN205778963U - 一种大变形自修复抗岩爆锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大变形自修复抗岩爆锚杆，包括杆体、让压装置和自修复装置；让压装置套装在杆体的头端，让压装置的外侧设置有锚固剂层；自修复装置包括套装在杆体外的套管及胀体管，还包括活塞、压缩囊、过液管和承压单向阀，压缩囊内装有A组分胶黏剂，胀体管内装有B组分胶黏剂，套管位于让压装置的尾端，胀体管位于套管的尾端，胀体管靠近套管的端部内设置有过液管，承压单向阀设置在过液管内，活塞、压缩囊分别设置在套管内。本实用新型提供一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其结构简单、安全、易加工制作，且能在产生大变形时提供阻力并实现岩体裂隙的自修复。

Description

一种大变形自修复抗岩爆锚杆

技术领域

本实用新型涉及岩土工程锚固支护领域，特别是涉及岩爆防治领域，具体地指一种适用于有岩爆威胁的围岩支护中，对有效防治岩爆造成的损害具有现实意义的大变形自修复抗岩爆锚杆。

背景技术

岩爆是在高地应力条件下结构完整的硬脆性围岩开挖卸荷后在某些因素诱发下的动力失稳现象，时常造成地下工程的灾害性破坏，随着开采加深，岩爆加剧并频发是岩石力学与工程界共同认可的一个重大工程灾害。岩爆控制技术研究是最终目的，即针对岩爆发生的可能性与强弱程度以及其对工程的影响提出防治措施，消除或降低岩爆对采掘面工作人员和设备等可能造成的危害。

岩爆控制是世界性难题，近些年，随着人们对能量吸收锚杆和能量吸收支护理念的深入了解，能量吸收锚杆需求在全球不断扩大，各种类型的能量吸收锚杆已经在市场上出现，如Garford锚杆、Durabar锚杆、Yielding Secura锚杆和Roofex锚杆等。其中，澳大利亚Atlas Copco公司生产的Roofex锚杆是商业化程度较高和使用范围较广的吸能锚杆。国内各种类型的能量吸收锚杆也在层出不穷的涌现。如专利号CN201010196197.2公开的“恒阻大变形锚杆”，专利号CN201110061303.0公开的“一种锥阻式摩擦套管大变形锚杆”，专利号CN201110061360.9公开的“一种摩擦套管式大变形锚杆”，专利号CN201110187361.8公开的“一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆”， 专利号CN201210021633.1公开的“增阻让压的大变形锚杆及其加工方法”，专利号CN201210139092.2公开的“智能控制增阻大变形锚杆及其应用方法”，专利号CN201210341782.6公开的“拉压耦合型高强大变形锚杆及其使用方法”，专利号CN201210353286.2公开的“拉压耦合型高强大变形锚杆及其使用方法”，以及专利号CN201410483046.3公开的“一种挤压、摩擦式吸能锚杆”等等。以上吸能锚杆的主要原理为通过让压装置的变形或滑移以及杆体的伸长等来实现锚杆与围岩的协调变形，达到让压的目的。

上述这些锚杆均可以达到让压的作用，但是，围岩变形后，破碎的岩体增加了锚杆的负荷，同时裂隙的产生也为水、气提供了便利的通道，加快了锚杆的腐蚀速度，降低了支护体系的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其结构简单、安全、易加工制作，且能在产生大变形时提供阻力并实现岩体裂隙的自修复。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种大变形自修复抗岩爆锚杆，包括杆体、支承垫板、螺母、止溢塞、让压装置和自修复装置；

所述让压装置套装在所述杆体的头端，所述让压装置的外侧设置有锚固剂层；

所述自修复装置包括套装在所述杆体外的套管及胀体管，所述胀体管内装有B组分胶黏剂，所述自修复装置还包括活塞、压缩囊、过液管和承压单向阀，所述压缩囊内装有A组分胶黏剂，所述A组分胶黏剂和所述B组分胶黏剂采用公知的相配用的胶黏剂，所述套管套 设在所述杆体外且与所述让压装置的尾端静联接，所述胀体管套设在所述杆体外且与所述套管的尾端静联接，所述胀体管靠近所述套管的端部内设置有所述过液管，所述承压单向阀设置在所述过液管内，所述活塞设置在所述套管内且位于所述套管的头端，所述活塞与所述杆体固定连接，所述压缩囊设置在所述套管内，所述压缩囊的一端与所述活塞的尾端紧密贴合，所述压缩囊的另一端与所述过液管的头端静联接，所述止溢塞、支承垫板以及所述螺母分别安装在所述杆体的尾端。

进一步，所述杆体呈实心圆柱形，可以采用圆钢或玻璃钢加工制作而成，可根据实际需要设计杆体的长度。

更进一步，所述让压装置呈筒状结构，所述让压装置为恒阻让压装置或者变阻让压装置。

再进一步，所述套管采用外径小于钻孔孔径的无缝钢管加工而成，所述胀体管为环状塑料管，所述胀体管的内径大于所述杆体的直径，所述胀体管的外径小于钻孔孔径。

再进一步，所述活塞为圆环形，所述活塞采用钢材加工制造，所述活塞靠近所述杆体的侧面焊接在所述杆体上。

再进一步，所述压缩囊由柔韧性材料加工而成。

再进一步，所述过液管对称设置在所述套管和所述胀体管之间，所述过液管不少于2个。

再进一步，所述双组分胶黏剂为发泡型双组分聚氨酯胶黏剂，所述A组分胶黏剂为带羟基基团的胶黏剂组分，所述B组分胶黏剂为带游离异氰酸酯基团的胶黏剂组分。

本实用新型一种大变形自修复抗岩爆锚杆的有益效果在于：锚杆结构主要包括杆体、支承垫板、螺母、止溢塞、让压装置和自修复装 置，结构简单；杆体产生轴向的相对位移时，让压装置提供变形阻力，同时自修复装置释放出相配用的胶黏剂填充粘合由岩体变形产生的裂隙，保持岩体的完整性，提供可靠的锚固力。因此，本实用新型一种大变形自修复抗岩爆锚杆实现了让压与自修复功能的结合，适用于有岩爆威胁的围岩支护。

附图说明

图1为本实用新型一种大变形自修复抗岩爆锚杆的结构示意图。

图中：

杆体 1 让压装置 2

套管 3 胀体管 4

活塞 5 压缩囊 6

过夜管 7 承压单向阀 8

A组分胶黏剂 9 B组分胶黏剂 10

锚固剂层 11 支承垫板 12

螺母 13 止溢塞 14

钻孔 1a

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

一种大变形自修复抗岩爆锚杆，如图1所示，包括杆体1、让压装置2和自修复装置；杆体1呈实心圆柱形，采用圆钢加工而成，杆体1位于该大变形自修复抗岩爆锚杆的中间位置，以杆体1靠近钻孔1a深部的一端为头端(图1所示的左端)，以杆体1远离钻孔1a深部 的一端为尾端(图1所示的右端)，杆体1的头端与让压装置2相接，杆体1的尾端通过螺纹分别与支承垫板12、螺母13相连接，支承垫板12为金属支承垫板，螺母13采用等强螺母与杆体1螺纹连接，杆体1靠近尾端的位置处套设有用于密封钻孔1a的止溢塞14，止溢塞为环状橡胶制品，外径略大于钻孔孔径，内径略小于杆体1直径，以实现密封的效果。

让压装置2呈筒状结构，让压装置2的中部形成有内孔，让压装置2通过内孔套装在杆体1的头端，让压装置2的内孔与杆体1尺寸相配合，让压装置2采用摩擦式恒阻让压装置，让压装置2的外侧覆有锚固剂层11。

自修复装置包括套装在杆体1外的套管3及胀体管4，自修复装置还包括活塞5、压缩囊6、过液管7、承压单向阀8以及双组分胶黏剂，套管3采用外径小于钻孔1a孔径的无缝钢管加工而成，套管3套设在杆体1外且与让压装置2的尾端螺纹连接，活塞5呈圆环形，活塞5采用钢材加工制造，活塞5靠近杆体1的内侧面焊接在杆体1上，活塞5设置在套管3内，活塞5的外径比套管3的内径略小，活塞5夹设在杆体1和套管3之间，活塞5可随着杆体1在套管3内移动。

胀体管4为由塑料加工制成的环状塑料管，胀体管4的内径略大于杆体1的直径，胀体管4的外径小于钻孔1a的孔径，胀体管4套设在杆体1外且与套管3的尾端螺纹连接，胀体管4靠近套管3的端部内对称设置有两个过液管7，过液管7采用无缝钢管加工而成，每个过液管7内均设置有承压单向阀8。

压缩囊6采用高密度聚乙烯加工而成，压缩囊6设置在套管3内，压缩囊6的一端与活塞5的尾端紧密贴合，压缩囊6的另一端与过液 管7的头端螺纹联接，双组分胶黏剂包括作为本胶的A组分胶黏剂9以及作为硬化剂的B组分胶黏剂10，A组分胶黏剂9为带羟基基团的胶黏剂组分，B组分胶黏剂10为带游离异氰酸酯基团的胶黏剂组分，A组分胶黏剂9与B组分胶黏剂10混合后将生成泡沫状的胶黏剂。A组分胶黏剂9和B组分胶黏剂10均采用公知的相配用的胶黏剂。A组分胶黏剂9盛装在压缩囊6内，B组分胶黏剂10盛装在胀体管4内。

结合本实用新型的结构对本实用新型的安装方式、工作原理做进一步的说明：

本实用新型的大变形自修复抗岩爆锚杆安装时，在钻孔1a深部装入早强锚固剂，在钻孔1a外依次将杆体1、让压装置2、自修复装置组装成整体，再将组装的整体放入钻孔1a，杆体1头端的让压装置2将早强锚固剂充分搅拌、挤压并在孔中填充密实，从而在让压装置2的外侧形成锚固剂层11，待早强锚固剂达到所需强度后，可在杆体1的尾端依次安装止溢塞14、支承垫板12和螺母13，进行张拉，施加一定预应力。当围岩变形使得杆体1产生轴向的相对位移时，让压装置2提供变形阻力，同时由于杆体1带动活塞5滑动，活塞5挤压压缩囊6，使压缩囊6内的A组分胶黏剂9的液压逐渐增加，当达到承压单向阀8的额定压力时，承压单向阀8开启，将A组分胶黏剂9从压缩囊6喷射到胀体管4中，A组分胶黏剂9与B组分胶黏剂10混合后生成泡沫状胶黏剂，体积迅速膨胀，胀破胀体管4，胶黏剂填充到钻孔1a和岩体变形产生的裂隙中，止溢塞14防止胶黏剂从杆体1的尾端溢出钻孔1a，泡沫状胶黏剂在室温下快速固化，粘合由岩体变形产生的裂隙以及杆体1与钻孔1a侧壁间的孔隙，保持岩体的完整性，提供可靠的锚固力。

因此，本实用新型一种大变形自修复抗岩爆锚杆实现了让压与自修复功能的结合，适用于有岩爆威胁的围岩支护。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (6)

1.一种大变形自修复抗岩爆锚杆，包括杆体、支承垫板、螺母、止溢塞、让压装置和自修复装置；所述让压装置套装在所述杆体的头端，所述让压装置的外侧设置有锚固剂层；其特征在于：所述自修复装置包括套装在所述杆体外的套管及胀体管，所述胀体管内装有B组分胶黏剂，所述自修复装置还包括活塞、压缩囊、过液管和承压单向阀，所述压缩囊内装有A组分胶黏剂，所述A组分胶黏剂和所述B组分胶黏剂采用公知的相配用的胶黏剂，所述套管套设在所述杆体外且与所述让压装置的尾端静联接，所述胀体管套设在所述杆体外且与所述套管的尾端静联接，所述胀体管靠近所述套管的端部内设置有所述过液管，所述承压单向阀设置在所述过液管内，所述活塞设置在所述套管内且位于所述套管的头端，所述活塞与所述杆体固定连接，所述压缩囊设置在所述套管内，所述压缩囊的一端与所述活塞的尾端紧密贴合，所述压缩囊的另一端与所述过液管的头端静联接，所述止溢塞、支承垫板以及所述螺母分别安装在所述杆体的尾端。

2.根据权利要求1所述的一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其特征在于：所述杆体呈实心圆柱形，所述杆体为圆钢杆体或玻璃钢杆体。

3.根据权利要求1所述的一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其特征在于：所述让压装置呈筒状结构，所述让压装置为恒阻让压装置或者变阻让压装置。

4.根据权利要求1所述的一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其特征在于：所述套管为外径小于钻孔孔径的无缝钢管，所述胀体管为环状塑料管，所述胀体管的内径大于所述杆体的直径，所述胀体管的外径小于钻孔孔径。

5.根据权利要求1所述的一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其特征在于：所述活塞为圆环形，所述活塞为钢制活塞，所述活塞靠近所述杆体的侧面焊接在所述杆体上，所述压缩囊由柔韧性材料加工而成。

6.根据权利要求1所述的一种大变形自修复抗岩爆锚杆，其特征在于：所述过液管对称设置在所述胀体管内，所述过液管不少于2个。