CN205895287U - 一种压力分散型矿井支护体系 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及矿井支护技术领域，具体涉及一种压力分散型矿井支护体系。采用拱形托板两端与支架固定连接，所述支架被固定在混凝土底座中；所述拱形托板上设置有通孔，所述锚杆穿过所述通孔，并通过尾部的螺母将拱形托板紧固在岩壁上；所述锚杆的锚杆体上间隔设置有锚固段和自由段，所述自由段的锚杆体上设置有高强度弹簧，所述高强度弹簧外包覆有套管的技术方案。本实用新型能有效避免支护体系上发生应力集中，而且能防止锚杆断裂，有效提高了支护效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿井支护技术领域，具体涉及一种压力分散型矿井支护体系。
背景技术
近年来，由于煤炭资源减少，开采逐渐由浅部发展到深部。但随着开采深度的加深，矿井所承受的压力越来越大，巨大的压力不但可能将大量破坏煤岩抛入巷道，破坏巷道支护系统及围岩结构，更对井下工作人员的生命造成威胁。传统的矿井支护系统随着深度的增加其支护强度达不到使用要求。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种压力分散型矿井支护体系。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种压力分散型矿井支护体系，包括拱形托板、混凝土底座、支架和锚杆，所述拱形托板两端与支架固定连接，所述支架被固定在混凝土底座中；所述拱形托板上设置有通孔，所述锚杆穿过所述通孔，并通过尾部的螺母将拱形托板紧固在岩壁上；所述锚杆的锚杆体上间隔设置有锚固段和自由段，所述锚固段的锚杆体上设置有五道螺旋夹角为60度的螺旋叶片I，所述螺旋叶片I上设置有密布的锯齿形凸起，所述螺旋叶片I外表面覆有环氧树脂防腐涂层；所述自由段的锚杆体上设置有高强度弹簧，所述高强度弹簧外包覆有套管，所述套管上设置有螺旋夹角为60度的螺旋叶片II，所述套管两端设置有中间开孔的钢材垫板，所述垫板的中间开孔直径等于注浆通道的直径，所述垫板外侧设置有弹性垫圈。
作为优选，所述锚杆内部设有注浆通道，所述注浆通道的末端设置有单向阀，所述锚杆体的前端设有钻头，所述钻头上设置有螺旋夹角为45度的螺旋叶片，所述钻头的侧壁上设置有出浆口。
作为优选，所述支架由钢管和填充在拱形钢管中的混凝土组成。
作为优选，所述螺母与拱形托板之间设置有弹簧。
作为优选，所述支架与混凝土底座之间设置有固定挡板。
作为优选，所述锚杆头部设置四个开口槽，所述开口槽将锚杆头部分成四片锚固支撑片。
本实用新型的有益效果是：
拱形托板两端与支架固定连接，所述支架被固定在在混凝土底座中，结构简单，具有高强的承载能力，抗弯刚度大，不易扭曲变形，既提高承载力又不致成本提高；所述拱形托板上设置有通孔，所述锚杆穿过所述通孔，并通过尾部的螺母将拱形托板紧固在岩壁上，拱形托板可起到支撑和防护的作用；锚固段的锚杆体上设置有五道螺旋夹角为60度的螺旋叶片，所述螺旋叶片上设置有密布的锯齿形凸起，增大了接触面积和摩擦阻力，增强了锚固力；锚杆体上间隔设置有锚固段和自由段，两段之间谐调并存，互相作用，形成整体承载结构，自由段不仅能耗散锚固段的变形能，而且对锚固段有支撑作用，提高锚固段承载能力，两区谐调并存成形整体承载结构；螺旋叶片外表面覆有环氧树脂防腐涂层，在环境恶劣的地方可有效防护锚杆被腐蚀；自由段的锚杆体上设置有高强度弹簧，利用高强度弹簧的伸缩特性，使锚杆能够自适应围岩的大变形，并且对突发灾害起到缓冲作用；高强度弹簧外包覆有套管，使锚杆体与围岩保持隔离状态，围岩不会裹抱锚杆体同步位移，使松动区围岩变形能量可以自由耗散，消除了围岩位移对锚杆的传递叠加效应，防止锚杆被拉坏失效；套管上设置有螺旋夹角为60度的螺旋叶片II，可增加摩擦阻力和接触面积，增大锚固力；塑料套管两端设置有中间开孔的钢材垫板，用于增加锚杆轴向拉力；垫板外侧设置有弹性垫圈，起到封堵和缩紧的作用，可防止套管和垫板内进入砂浆锚固剂。
锚杆体的前端设有钻头，钻头上设置有螺旋夹角为45度的螺旋叶片，在软土地区该叶片有极强的穿透力，降低了钻进难度，同时增大了接触面积，增强了锚固力；支架由钢管和填充在拱形钢管中的混凝土组成，使外部的压力由钢管与其内部混凝土共同承担，填充效果使支架的抗压能力远远大于钢管或混凝支架单独的作用效果；锚杆头部设置四个开口槽，所述开口槽将锚杆头部分成四片锚固支撑片，省去了在锚杆杆体底部安装使管壁炸裂变形的爆破炸药，避免了炸药爆炸扩张管壁时对锚杆结构造成的损害；托板和螺母之间设置有弹簧，螺母在处于旋拧结束状态时，通过弹簧将所述托板紧压在锚杆插入的岩壁上，可以利用屈服强度等于所需预紧力的弹簧，在弹簧完全压紧时确定此时的预紧力已经足够，能够直观的检验锚杆的预紧力是否足够，进而更加便捷的安装锚杆。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
图中：1: 钻头 2: 出浆口 3: 锚固段 4：自由段 5: 套管 6：垫板 7：弹性垫圈8：螺旋叶片I 9：螺旋叶片 10：螺旋叶片II 11：高强度弹簧 12：锯齿形凸起 13：拱形托板14：混凝土底座 15：支架 16：螺母 17：开口槽 18：固定挡板 19：弹簧。
具体实施方式
下面结合实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案做进一步具体说明。
实施例1
如图1所示，一种压力分散型矿井支护体系，包括拱形托板13、混凝土底座14、支架15和锚杆，所述拱形托板13两端与支架15固定连接，所述支架15被固定在混凝土底座14中；所述拱形托板13上设置有通孔，所述锚杆穿过所述通孔，并通过尾部的螺母16将拱形托板13紧固在岩壁上；所述锚杆的锚杆体上间隔设置有锚固段3和自由段4，所述锚固段3的锚杆体上设置有五道螺旋夹角为60度的螺旋叶片I8，所述螺旋叶片I8上设置有密布的锯齿形凸起12，所述螺旋叶片I8外表面覆有环氧树脂防腐涂层；所述自由段4的锚杆体上设置有高强度弹簧11，所述高强度弹簧11外包覆有套管5，所述套管5上设置有螺旋夹角为60度的螺旋叶片II10，所述套管5两端设置有中间开孔的钢材垫板6，所述垫板6的中间开孔直径等于注浆通道的直径，所述垫板6外侧设置有弹性垫圈7。
所述锚杆内部设有注浆通道，所述注浆通道的末端设置有单向阀，所述锚杆体的前端设有钻头1，所述钻头1上设置有螺旋夹角为45度的螺旋叶片9，所述钻头1的侧壁上设置有出浆口2。所述支架15由钢管和填充在拱形钢管中的混凝土组成。所述螺母15与拱形托板13之间设置有弹簧19。 所述支架15与混凝土底座14之间设置有固定挡板18。所述锚杆头部设置四个开口槽17，所述开口槽17将锚杆头部分成四片锚固支撑片。
Claims (6)
1.一种压力分散型矿井支护体系，其特征在于：包括拱形托板（13）、混凝土底座（14）、支架（15）和锚杆，所述拱形托板（13）两端与支架（15）固定连接，所述支架（15）被固定在混凝土底座（14）中；所述拱形托板（13）上设置有通孔，所述锚杆穿过所述通孔，并通过尾部的螺母（16）将拱形托板（13）紧固在岩壁上；所述锚杆的锚杆体上间隔设置有锚固段（3）和自由段（4），所述锚固段（3）的锚杆体上设置有五道螺旋夹角为60度的螺旋叶片I（8），所述螺旋叶片I（8）上设置有密布的锯齿形凸起（12），所述螺旋叶片I（8）外表面覆有环氧树脂防腐涂层；所述自由段（4）的锚杆体上设置有高强度弹簧（11），所述高强度弹簧（11）外包覆有套管（5），所述套管（5）上设置有螺旋夹角为60度的螺旋叶片II（10），所述套管（5）两端设置有中间开孔的钢材垫板（6），所述垫板（6）的中间开孔直径等于注浆通道的直径，所述垫板（6）外侧设置有弹性垫圈（7）。
2.如权利要求1所述的压力分散型矿井支护体系，其特征在于：所述锚杆内部设有注浆通道，所述注浆通道的末端设置有单向阀，所述锚杆体的前端设有钻头（1），所述钻头（1）上设置有螺旋夹角为45度的螺旋叶片（9），所述钻头（1）的侧壁上设置有出浆口（2）。
3.如权利要求1所述的压力分散型矿井支护体系，其特征在于：所述支架（15）由钢管和填充在拱形钢管中的混凝土组成。
4.如权利要求1所述的压力分散型矿井支护体系，其特征在于：所述螺母（16）与拱形托板（13）之间设置有弹簧（19）。
5.如权利要求1所述的压力分散型矿井支护体系，其特征在于：所述支架（15）与混凝土底座（14）之间设置有固定挡板（18）。
6.如权利要求1~5任一项所述的压力分散型矿井支护体系，其特征在于：所述锚杆头部设置四个开口槽（17），所述开口槽将锚杆头部分成四片锚固支撑片。
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2016
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