CN217206506U - 一种高应力巷道防冲桁架锚索装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，包括围岩，还包括钢绞线杆体、恒阻减压弹簧和锚索锁具；所述钢绞线杆体的一端安装在围岩内，围岩外侧的钢绞线杆体上安装有槽钢，槽钢外侧安装有托盘二，托盘二外侧安装有锚索锁具；所述围岩内的钢绞线杆体上安装有托盘一，所述托盘一与槽钢间安装有恒阻减压弹簧，所述恒阻减压弹簧处于压缩状态。本实用新型的高应力巷道防冲桁架锚索装置，既可以解决高应力巷道冲击矿压问题，又通过桁架结构增强巷道帮部支护强度，让整个支护形成整体结构，有效控制帮鼓；在动压巷道掘进时，能够解决帮鼓严重问题，同时解决扩帮成本高的问题。该装置结构科学合理，使用安全方便，结构简单，成本低。

Description

一种高应力巷道防冲桁架锚索装置

技术领域

本实用新型涉及一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，属于煤矿开采技术领域。

背景技术

随着煤炭资源开采深度与强度的增加，冲击矿压等动力灾害发生愈加频繁，严重制约煤炭行业的安全生产。冲击矿压是指在煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生突变破坏、冒落或者抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应，危险程度比一般矿山压力更为严重，在地下开采中可造成严重的自然危害，受到冲击后的巷道，周围地质环境十分复杂，面对这种高应力、大变形的巷道情况，巷道支护一直以来都是煤炭开采中的难题，尤其是受冲击地压影响的巷道帮鼓严重，现阶段处理帮鼓大多数采用扩帮的方法，这样极大的增加了巷道维护成本，因此需要从控制巷道帮鼓的支护方式着手，巷道支护的方式通常从两方面考虑：一是改善围岩结构及其性能，二是采取合理的支护技术。传统的巷道支护是采用单一的锚喷支护巷道，并对锚杆的数量进行增加和锚的杆体进行加粗，增加了成本，而且不适用于对深部高应力强冲击情况下的巷道进行支护。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，增强支护强度，减少帮鼓，起到良好的防冲效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用的一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，包括围岩，还包括钢绞线杆体、恒阻减压弹簧和锚索锁具；

所述钢绞线杆体的一端安装在围岩内，围岩外侧的钢绞线杆体上安装有槽钢，槽钢外侧安装有托盘二，托盘二外侧安装有锚索锁具；

所述围岩内的钢绞线杆体上安装有托盘一，所述托盘一与槽钢间安装有恒阻减压弹簧，所述恒阻减压弹簧处于压缩状态。

作为改进，所述围岩内的钢绞线杆体上套装有增阻套筒，所述增阻套筒位于恒阻减压弹簧内部且增阻套筒与槽钢连接。

作为改进，所述增阻套筒包括圆筒状的增阻套筒体；所述增阻套筒体包括靠近槽钢侧的厚壁段、与厚壁段连为一体的薄壁段，所述薄壁段的端部开有若干凹槽。

作为改进，所述凹槽均匀布置在薄壁段上。

作为改进，所述恒阻减压弹簧的材质为60硅2锰。

与现有技术相比，本实用新型的高应力巷道防冲桁架锚索装置，该装置是将处于受压状态的巷道两肩窝深部岩体作为锚固点和承载结构的基础，采用高预拉力对拉并锁紧两根钢绞线，直接作用于帮部浅部的围岩，提供水平预应力改善帮部的应力状态，强化低位岩体的力学性能和提高其抗变形性能，控制帮部的不协调变形。该装置是一种能在巷道帮部的水平和铅垂方向同时提供挤压应力的主动支护结构，从而使得锚固区内的煤岩体处于铅垂方向挤压和水平方向挤压状态，该装置预紧力引起的主动力使巷道帮部产生向内的位移趋势，使帮鼓被部分抵消。在巷道帮部的弯曲变形过程中，锚索受到的拉应力增加，锚固区内的煤岩体受到的挤压力也随之增加，结合缓冲装置，防止巷道帮部片帮危险。这样既可以解决高应力巷道冲击矿压问题，又通过桁架结构增强巷道帮部支护强度，在控制煤帮方面，帮锚索的一个锚固点位于靠近底板的煤体受压区，锚固点稳定；另一个锚固点也处于靠近顶板的煤体内部，锚固点也相对稳定，不易发生较大位移。帮锚索桁架使受拉应力且易于变酥的煤帮中部区域煤体受力状态也发生变化，这对于控制煤帮变形有较好的效果；在动压巷道掘进时，能够解决帮鼓严重问题，同时解决扩帮成本高的问题。该装置结构科学合理，使用安全方便，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中增阻套筒的结构示意图；

图3为本实用新型中增阻套筒的内部结构示意图；

图中：1、围岩，2、钢绞线杆体，3、托盘一，4、槽钢，5、恒阻减压弹簧，6、增阻套筒，61、增阻套筒体，62、薄壁段，63、凹槽，64、厚壁段，7、托盘二，8、锚索锁具。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1所示，一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，包括围岩1，还包括钢绞线杆体2、恒阻减压弹簧5和锚索锁具8；

所述钢绞线杆体2的一端安装在围岩1内，围岩1外侧的钢绞线杆体2上安装有槽钢4，槽钢4外侧安装有托盘二7，托盘二7外侧安装有锚索锁具8；所述钢绞线杆体2与围岩1之间通过锚索锁具8和托盘二7锁紧连接，实现钢绞线杆体2与围岩1的连接固定；

所述围岩1内的钢绞线杆体2上安装有托盘一3，所述托盘一3与槽钢4间安装有恒阻减压弹簧5，所述恒阻减压弹簧5处于压缩状态，其中恒阻减压弹簧5的材质为60硅2锰。

作为实施例的改进，所述围岩1内的钢绞线杆体2上套装有增阻套筒6，所述增阻套筒6位于恒阻减压弹簧5内部且增阻套筒6与槽钢4焊接。

作为实施例的改进，如图2、图3所示，所述增阻套筒6包括圆筒状的增阻套筒体61；

所述增阻套筒体61的内壁为台式内壁，包括靠近槽钢4侧的厚壁段64、与厚壁段64连为一体的薄壁段62，所述薄壁段62的端部开有若干均匀布置的凹槽63。

当该装置进行工作时，钢绞线杆体2通过锚索锁具8进行固定，并通过锚索锁具8施加初始预紧力，此时，恒阻减压弹簧5处于部分压缩状态，从而为围岩1提供恒阻初始支护力，当围岩1受到冲击时，首先通过初始支护力对围岩1受到的冲击进行支撑，当围岩1压力超过恒阻初始支护力后，恒阻减压弹簧5压缩，使得围岩1随之变形，从而实现一次能量吸收及一次减压；

随着压力的增加，增阻套筒6在压力作用下，轴向收缩，径向扩展，从而对孔壁加法向压力，进而使锚索装置8与孔壁的摩擦力也逐渐增大，提高装置的支护力，实现二次增阻，当围岩压力超过恒阻减压弹簧5与增阻套筒6的并联承载力时，增阻套筒6发生形变，恒阻减压弹簧5继续压缩，实现二次能量吸收及二次减压，配合槽钢4组合成桁架结构的作用，使高应力软岩巷道工况得到根本改善，充分提高巷道帮部的自稳和承载能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，包括围岩（1），其特征在于，还包括钢绞线杆体（2）、恒阻减压弹簧（5）和锚索锁具（8）；

所述钢绞线杆体（2）的一端安装在围岩（1）内，围岩（1）外侧的钢绞线杆体（2）上安装有槽钢（4），槽钢（4）外侧安装有托盘二（7），托盘二（7）外侧安装有锚索锁具（8）；

所述围岩（1）内的钢绞线杆体（2）上安装有托盘一（3），所述托盘一（3）与槽钢（4）间安装有恒阻减压弹簧（5），所述恒阻减压弹簧（5）处于压缩状态；所述围岩（1）内的钢绞线杆体（2）上套装有增阻套筒（6），所述增阻套筒（6）位于恒阻减压弹簧（5）内部且增阻套筒（6）与槽钢（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，其特征在于，所述增阻套筒（6）包括圆筒状的增阻套筒体（61）；

所述增阻套筒体（61）包括靠近槽钢（4）侧的厚壁段（64）、与厚壁段（64）连为一体的薄壁段（62），所述薄壁段（62）的端部开有若干凹槽（63）。

3.根据权利要求2所述的一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，其特征在于，所述凹槽（63）均匀布置在薄壁段（62）上。

4.根据权利要求1所述的一种高应力巷道防冲桁架锚索装置，其特征在于，所述恒阻减压弹簧（5）的材质为60硅2锰。

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