CN220185143U - 一种新型机械预应力大变形锚杆 - Google Patents

Abstract

一种新型机械预应力大变形锚杆，用于解决深部煤炭开采大变形巷道支护问题。在普通锚杆前端加装预应力大变形装置，预应力大变形装置包括预应力张开螺母、紧固滑移装置、连接套筒，预应力大变形装置通过连接套筒与锚杆连接；连接套筒内嵌紧固滑移装置，紧固滑移装置包括旋紧螺丝、摩擦滑移螺栓、紧固挡板，紧固滑移装置通过旋紧螺丝与预应力张开螺母以螺纹连接；紧固滑移装置可在连接套筒内沿锚杆轴向滑动，其转动受连接凹槽和紧固挡板阻挡。锚杆安装时，采用螺丝紧固方法，转动锚杆，张开锚杆前端预应力装置；锚杆支护过程中，受较大拉力时，连接套筒与预应力装置摩擦滑移，产生大变形，同时胀大连接套筒，使连接套筒以钻孔围岩紧密接触，并受到钻孔围岩的限制作用，锚杆产生支护阻力。

Description

一种新型机械预应力大变形锚杆

技术领域

本实用新型属煤矿巷道支护技术设备领域，具体涉及一种新型预应力大变形锚杆。

背景技术

锚杆是巷道支护技术装备的重要组成部分，其主要特性是通过锚杆杆体，建立巷道深部围岩与表面围岩之间的力学连接，采用锚杆托盘及紧固装置，抑制巷道表面围岩变形、破碎，进而起到对巷道的支护作用。锚杆的使用，大大减少量巷道支护的工作量和支护成本，除煤矿巷道支护外，锚杆也广泛应用于边坡、隧道、坝体等支护支护领域。

锚杆预应力在减少巷道围岩变形破坏具有重要作用。巷道刚开挖初期，巷道变形迅速，锚杆或者其他支护措施对围岩的初步加固作用，对减少巷道初期变形乃至后期破坏至关重要。一般情况下，巷道开挖后，在围岩内打入锚固剂、锚杆，锚固剂凝固后，锚杆作用生效，对围岩起支撑作用。但锚固剂需要一定时间凝固，使得无预应力能力锚杆无法立即对巷道围岩产生支护作用，造成巷道开挖初期围岩变形破坏增加。而具有预应力能力的锚杆，通过机械或者摩擦等作用，使锚杆杆体打入岩体后，对巷道围岩立即产生一定的支护作用，这对减少巷道围岩初期变形，强化巷道支护具有重要作用。

锚杆的大变形能力对高应力巷道围岩支护十分重要。目前常用锚杆多采用钢铁，延展性较差，在较大围岩变形条件下，锚杆容易被拉剪破断，造成锚杆作用失效，失去对巷道的支护作用。而在实际巷道支护过程中，锚杆大变形过程中对巷道围岩持续的支撑力，可减少巷道围岩变形破坏，避免锚杆破断导致的巷道支护失效。因而，锚杆的大变形能力在高应力围岩支护中更为重要。

近年来，煤炭开采逐步全面进入深部范畴，深部地应力、采动应力等均高于浅部开采，造成巷道围岩应力增加，巷道开挖后围岩变形量增大，给巷道支护带来严重挑战，对巷道支护锚杆能力提出了新的要求。因此，生产实践中亟需具有预应力与大变形能力的锚杆，使巷道开挖后，锚杆尽早对围岩产生支撑力，巷道围岩变形较大时，锚杆不失稳破断，持续为巷道围岩支护力，为深部巷道支护提供帮助。

发明内容

本实用新型通过在普通锚杆前部加装预应力大变形装置，使锚杆在支护初期能够迅速产生预应力，在围岩变形增大时，锚杆大变形装置能够持续产生大变形，实现锚杆具备初期预应力，后期大变形的能力，达到对围岩的持续支护作用。

一种新型机械预应力大变形锚杆，其主要特种在于包含如下装置：

(1)在普通锚杆前端加装预应力大变形装置，预应力大变形装置包括预应力张开螺母、连接套筒、紧固滑移装置，预应力大变形装置通过在锚杆前端切割出的连接套筒与锚杆连接；

(2)紧固滑移装置包括旋紧螺丝、摩擦滑移螺栓、紧固挡板，紧固滑移装置通过旋紧螺丝与预应力张开螺母以螺纹连接，转动紧固滑移装置，紧固装置带动旋紧螺丝转动，张开预应力张开螺母，预应力张开螺母张开后以胀紧和摩擦的方式与钻孔围岩结合，提供为锚杆支护提供预紧力；

(3)连接套筒内嵌紧固滑移装置，紧固滑移装置可在连接套筒内沿锚杆轴向滑动，其转动受连接套筒和紧固挡板阻挡，紧固滑移装置在连接套筒中滑动时，紧固滑移装置的摩擦滑移螺栓挤压连接套筒，使连接套筒张开，并使其与围岩紧密接触并受钻孔围岩约束，在围岩大变形时，连接套筒与紧固滑移装置相互滑移产生较大变形，钻孔围岩约束二者相互滑移，持续产生支护阻力，对大变形巷道围岩持续产生支撑力。

本发明具有以下优点：

本发明提供了一种新型锚杆，在深部巷道支护时，该锚杆具备安装后直接具备提供预应力的能力，并在较大变形的情况下，为巷道支护提供持续支撑力。该锚杆支护操作较为简单，无需对现有支护工艺进行调整，具备快速支护能力。

附图说明

图1为一种新型机械预应力大变形锚杆组成示意图

图2为一种新型机械预应力大变形锚杆剖面图

图3为预应力张开螺母正视图

图4为紧固滑移装置示意图

图5为连接套筒示意图

具体实施方式

一种新型机械预应力大变形锚杆，其包含锚杆杆体1、锚杆紧固螺母2、锚杆托盘3、锚杆托盘垫板4、预应力大变形装置5、预应力张开螺母6、连接套筒7、紧固滑移装置8、预应力螺母部分9、预应力张开部分10、旋紧螺丝11、摩擦滑移螺栓13、紧固挡板14，实施过程如下。

(1)普通锚杆杆体1前部加工连接套筒7，连接套筒7连接紧固滑移装置8，二者以嵌入方式连接，紧固滑移装置8可在连接套筒7内沿垂直于纸面方向移动，紧固滑移装置8不可在连接套筒7中旋转，其旋转受连接套筒7和紧固挡板14的阻挡。

(2)紧固滑移装置8可在连接套筒7内沿锚杆1杆体方向滑移，可产生较大轴向变形，滑移过程中，连接套筒7被紧固滑移装置8张开，连接套筒7与围岩紧密接触并受钻孔围岩约束，使连接套筒7挤压约束紧固滑移装置8，产生阻力，阻止紧固滑移装置8与连接套筒7的继续滑移，进而实现在锚杆较大变形下，持续产生支护阻力，对大变形巷道围岩持续产生支撑力。

(3)紧固滑移装置8由旋紧螺丝11、摩擦滑移螺栓13、紧固挡板14组成，摩擦滑移螺栓13、紧固挡板14位于连接套筒7内。旋紧螺丝11与预应力张开螺母6以螺纹连接。

(4)通过旋转锚杆杆体1，带动连接套筒7旋转，紧固挡板14与连接套筒7接触，带动紧固滑移装置8旋转，将旋转传递到旋紧螺丝11，旋紧螺丝11转动使紧固滑移装置8端部不断向预应力张开螺母6前端移动，张开预应力张开螺母6前部预应力张开部分10，预应力张开部分10张开，通过胀紧与钻孔围岩接触紧密接触，使锚杆产生预紧力。

(5)预应力张开部分10张开后，锚杆杆体1后端依次套上锚杆托盘点半4、锚杆托盘3、然后拧上锚杆紧固螺母2，完成锚杆安装。

Claims (1)

1.一种新型机械预应力大变形锚杆，其特征在于：在普通锚杆前端加装预应力大变形装置，预应力大变形装置包括预应力张开螺母、紧固滑移装置、连接套筒，预应力大变形装置通过连接套筒与锚杆连接；连接套筒内嵌紧固滑移装置，紧固滑移装置包括旋紧螺丝、摩擦滑移螺栓、紧固挡板，紧固滑移装置通过旋紧螺丝与预应力张开螺母以螺纹连接；紧固滑移装置可在连接套筒内沿锚杆轴向滑动，其转动受连接凹槽和紧固挡板阻挡。