CN212177187U - 一种煤矿井下多重锚固锚杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆,中心杆一端固定连接有锥体,中心杆与锥体连接的一端设置有外螺纹,中心杆内部沿轴线设置有注浆通孔,中心杆中部沿径向设置有多个注浆孔;膨胀套管套设于中心杆和锥体外侧,膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔;膨胀套管通孔小直径一端与中心杆具有间隙,挡塞套设于中心杆上并设置于该间隙中;膨胀套管外壁设置有紧固钉,膨胀套管的中部设置有注浆孔;托盘套设于挡塞外侧的中心杆上,托盘外侧的中心杆上螺纹连接有紧固螺母。在依靠粘结力的基础上,增加了胀套与基岩的机械咬合力,通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力,使该锚杆抗拉拔力更大。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿井下锚固技术领域,尤其涉及一种煤矿井下多重锚固锚杆。
背景技术
在煤矿井下巷道支护中,锚杆是最基本的组成部分,其将巷道的围岩加固在一起,使围岩自身具有支护能力,锚杆作为伸入地层或岩层的受力构件。我国煤矿开采中,每年新掘的锚喷支护的井巷工程长达2000千米,但是支护锚杆绝大多数都是从采用最简单的钢筋锚杆,仅利用水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂,目前煤矿井下用锚杆单根抗拉拔力较小,可靠性较低,并且施工量及综合成本较高。
随着煤矿井下支护理论及工程实践的发展,煤矿井下支护中在不增加较大工程量及施工成本的前提下,需要一种锚固效果更好可靠性更高的井下锚固锚杆。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的技术问题,同时实现在不增加施工成本和工程量,并且提高锚固效果,本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆,在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上,增加了胀套与基岩的机械咬合力,并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力,从而使该锚杆抗拉拔力更大,综合成本更低,可靠性更好。
一种煤矿井下多重锚固锚杆,包括中心杆、膨胀套管、锥体、挡塞、托盘、紧固螺母;
中心杆一端固定连接有锥体,中心杆与锥体连接的一端设置有外螺纹,中心杆内部沿轴线设置有注浆通孔,中心杆中部沿径向设置有多个注浆孔;
膨胀套管套设于中心杆和锥体外侧,膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔,膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径,大于锥体的最小外径,从而保证锥体与膨胀套管通孔紧密接触,通过锥体实现膨胀套管的膨胀;膨胀套管通孔小直径一端与中心杆具有间隙,挡塞套设于中心杆上并设置于该间隙中,实现膨胀套管端部密封;膨胀套管外壁设置有紧固钉,膨胀套管的中部设置有注浆孔;
托盘套设于挡塞外侧的中心杆上,托盘外侧的中心杆上螺纹连接有紧固螺母。
进一步的,锥体更深入钻孔的一端的直径大于另一端直径,锥体内部设置有与中心杆外螺纹连接的螺纹孔,螺纹孔靠近锥体大直径一端设置有锥体螺母,锥体螺母与中心杆深入螺纹孔一端固定连接,锥体大直径一端的端部设置有注浆孔。
进一步的,挡塞小直径端面为圆形,大直径端面为盘状,内部设置有与中心杆过盈配合的通孔,挡塞为橡胶材料制成。
进一步的,紧固钉沿膨胀套管外壁呈螺旋状设置,以便于锚杆整体放置于钻孔时能实现一定的钻进效果,膨胀套管上的紧固钉与注浆孔间隔设置。
进一步的,托盘为具有边沿的盘状,其中心具有与中心杆配合的通孔,托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合,保证了在外侧紧固螺母拧紧时挡塞受力均匀,托盘边沿与钻孔周围的岩壁相贴合。
本实用新型安装时,先将锥体与中心杆一端连接,并保证中心杆与锥体内部的锥体螺母固定连接,然后将膨胀套管从中心杆另一端套入中心杆,利用膨胀套管与锥体配合的倾斜面,使锥体与膨胀套管通孔贴合,对膨胀套管另一侧施加外力,保证膨胀套管与锥体初步贴合紧固,之后将挡塞套过中心杆后设置于膨胀套管与中心杆之间的间隙中,对挡塞施加外力,使挡塞初步紧固于间隙中,然后在挡塞外部的中心杆上套设托盘,并在托盘外侧的中心杆上螺纹连接紧固螺母,中心杆靠近钻孔一端均设置有螺纹,便于紧固螺母沿中心杆旋紧,至此该煤矿井下多重锚固锚杆安装完毕。
本实用新型使用时,将该锚杆放置于提前钻设的岩层钻孔中,由于钻孔中具有岩屑等,在将锚杆放入钻孔中时,可以适当旋转锚杆,利用膨胀套管外壁的紧固钉排除钻孔中的岩屑等障碍,当托盘与钻孔周围的岩壁贴合后,利用工具旋紧紧固螺母,在旋紧过程中中心杆会带动锥体向钻孔孔口方向运动,锥体运动过程中会沿着膨胀套管通孔将膨胀套管扩径,使膨胀套管外壁上的紧固钉嵌入岩层中,并且随着锥体的运动而逐步与岩层紧紧咬合,在使锥体运动预定距离后,在钻孔外侧中心杆的端部连接注浆装置,沿中心杆的注浆通孔进行注浆,使浆液通过中心杆、膨胀套管、锥体端部的注浆孔进入岩层缝隙,从而进一步的加固锚杆对岩层的锚固力。
有益效果:本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆,在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上,增加了胀套与基岩的机械咬合力,并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力,从而使该锚杆抗拉拔力更大,综合成本更低,可靠性更好。
采用的托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合,两者形成配合紧密的内凹面和外凸面,保证了在外侧紧固螺母拧紧时挡塞受力均匀。
采用的膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔,膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径,大于锥体的最小外径,从而保证锥体与膨胀套管通孔紧密接触,通过锥体实现膨胀套管的膨胀,保证了锥体沿膨胀套管通孔运动实现套管扩径的效果。
附图说明
图1,本实用新型的煤矿井下多重锚固锚杆的结构示意图;
图2,本实用新型的锥体结构示意图;
图3,本实用新型的挡塞及托盘结构示意图;
图4,本实用新型的膨胀套管左视图。
图中,1、中心杆;2、膨胀套管;3、锥体;4、挡塞;5、托盘;6、紧固螺母;7、注浆通孔;8、紧固钉;9、锥体螺母。
具体实施方式
本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆,在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上,增加了胀套与基岩的机械咬合力,并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力,从而使该锚杆抗拉拔力更大,综合成本更低,可靠性更好。现结合附图1-4对本实用新型的具体结构及安装和使用方法进行说明。
一种煤矿井下多重锚固锚杆,包括中心杆1、膨胀套管2、锥体3、挡塞4、托盘5、紧固螺母6;
中心杆1一端固定连接有锥体3,中心杆1与锥体3连接的一端设置有外螺纹,中心杆1内部沿轴线设置有注浆通孔7,中心杆1中部沿径向设置有多个注浆孔;
膨胀套管2套设于中心杆1和锥体3外侧,膨胀套管2具有与锥体3外壁倾斜角度相配合的通孔,膨胀套管2通孔的最大直径小于锥体3的最大外径,大于锥体3的最小外径,从而保证锥体3与膨胀套管2通孔紧密接触,通过锥体3实现膨胀套管2的膨胀;膨胀套管2通孔小直径一端与中心杆1具有间隙,挡塞4套设于中心杆1上并设置于该间隙中,实现膨胀套管2端部密封;膨胀套管2外壁设置有紧固钉8,膨胀套管2的中部设置有注浆孔;
托盘5套设于挡塞4外侧的中心杆1上,托盘5外侧的中心杆1上螺纹连接有紧固螺母6。
在一个或多个实施例中,锥体3更深入钻孔的一端的直径大于另一端直径,锥体3内部设置有与中心杆1外螺纹连接的螺纹孔,螺纹孔靠近锥体3大直径一端设置有锥体螺母9,锥体螺母9与中心杆1深入螺纹孔一端固定连接,锥体3大直径一端的端部设置有注浆孔。
在一个或多个实施例中,挡塞4小直径端面为圆形,大直径端面为盘状,内部设置有与中心杆1过盈配合的通孔,挡塞4为橡胶材料制成。
在一个或多个实施例中,紧固钉8沿膨胀套管2外壁呈螺旋状设置,以便于锚杆整体放置于钻孔时能实现一定的钻进效果,膨胀套管2上的紧固钉8与注浆孔间隔设置。
在一个或多个实施例中,托盘5为具有边沿的盘状,其中心具有与中心杆1配合的通孔,托盘5内凹侧一端与挡塞4大直径端面贴合,保证了在外侧紧固螺母6拧紧时挡塞4受力均匀,托盘5边沿与钻孔周围的岩壁相贴合。
本实用新型安装时,先将锥体3与中心杆1一端连接,并保证中心杆1与锥体3内部的锥体螺母9固定连接,然后将膨胀套管2从中心杆1另一端套入中心杆1,利用膨胀套管2与锥体3配合的倾斜面,使锥体3与膨胀套管2通孔贴合,对膨胀套管2另一侧施加外力,保证膨胀套管2与锥体3初步贴合紧固,之后将挡塞4套过中心杆1后设置于膨胀套管2与中心杆1之间的间隙中,对挡塞4施加外力,使挡塞4初步紧固于间隙中,然后在挡塞4外部的中心杆1上套设托盘5,并在托盘5外侧的中心杆1上螺纹连接紧固螺母6,中心杆1靠近钻孔一端均设置有螺纹,便于紧固螺母6沿中心杆旋紧,至此该煤矿井下多重锚固锚杆安装完毕。
本实用新型使用时,将该锚杆放置于提前钻设的岩层钻孔中,由于钻孔中具有岩屑等,在将锚杆放入钻孔中时,可以适当旋转锚杆,利用膨胀套管外壁的紧固钉排除钻孔中的岩屑等障碍,当托盘与钻孔周围的岩壁贴合后,利用工具旋紧紧固螺母,在旋紧过程中中心杆会带动锥体向钻孔孔口方向运动,锥体运动过程中会沿着膨胀套管通孔将膨胀套管扩径,使膨胀套管外壁上的紧固钉嵌入岩层中,并且随着锥体的运动而逐步与岩层紧紧咬合,在使锥体运动预定距离后,在钻孔外侧中心杆的端部连接注浆装置,沿中心杆的注浆通孔进行注浆,使浆液通过中心杆、膨胀套管、锥体端部的注浆孔进入岩层缝隙,从而进一步的加固锚杆对岩层的锚固力。
本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆,在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上,增加了胀套与基岩的机械咬合力,并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力,从而使该锚杆抗拉拔力更大。采用的托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合,两者形成配合紧密的内凹面和外凸面,保证了在外侧紧固螺母拧紧时挡塞受力均匀。采用的膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔,膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径,大于锥体的最小外径,从而保证锥体与膨胀套管通孔紧密接触,通过锥体实现膨胀套管的膨胀,保证了锥体沿膨胀套管通孔运动实现套管扩径的效果。
Claims (5)
1.一种煤矿井下多重锚固锚杆,其特征在于,包括中心杆、膨胀套管、锥体、挡塞、托盘、紧固螺母;
中心杆一端固定连接有锥体,中心杆与锥体连接的一端设置有外螺纹,中心杆内部沿轴线设置有注浆通孔,中心杆中部沿径向设置有多个注浆孔;
膨胀套管套设于中心杆和锥体外侧,膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔,膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径,大于锥体的最小外径;膨胀套管通孔小直径一端与中心杆具有间隙,挡塞套设于中心杆上并设置于该间隙中;膨胀套管外壁设置有紧固钉,膨胀套管的中部设置有注浆孔;
托盘套设于挡塞外侧的中心杆上,托盘外侧的中心杆上螺纹连接有紧固螺母。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下多重锚固锚杆,其特征在于,锥体更深入钻孔的一端的直径大于另一端直径,锥体内部设置有与中心杆外螺纹连接的螺纹孔,螺纹孔靠近锥体大直径一端设置有锥体螺母,锥体螺母与中心杆深入螺纹孔一端固定连接,锥体大直径一端的端部设置有注浆孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下多重锚固锚杆,其特征在于,挡塞小直径端面为圆形,大直径端面为盘状,内部设置有与中心杆过盈配合的通孔,挡塞为橡胶材料制成。
4.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下多重锚固锚杆,其特征在于,紧固钉沿膨胀套管外壁呈螺旋状设置,膨胀套管上的紧固钉与注浆孔间隔设置。
5.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下多重锚固锚杆,其特征在于,托盘为具有边沿的盘状,其中心具有与中心杆配合的通孔,托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合,托盘边沿与钻孔周围的岩壁相贴合。
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