CN86100865A - 屈服管矿柱锚栓组合件 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种矿柱锚栓组合件，其中有一个可被压扁的屈服器件，位于矿柱锚栓的一个暴露的端部，和矿井支柱的一个侧面之间，上述可被压扁的屈服器件可以承受一个预定的扭矩，但在承受一个低于矿柱锚栓的断裂强度的应力时则被压扁。

Description

本发明适用于矿物的地下开采，具体有关煤矿的开采。虽然本发明特别适用于煤矿开采作业，本发明的叙述也此为背景，但本发明的范围不应以这作业为限制。

一般而言，在煤矿开采作业中，把煤从煤层的表面上取出，放在一条挠性输送器上，从矿中运出。

在全部矿井里有许多坑道，供采矿工人在矿里活动。这些坑道由支柱分隔，这些支柱就是还没有开采的矿的面积。由于这些支柱有暴露的表面，它上面的垂直的力使支柱向着坑道膨胀。在膨胀变为严重时，支柱便向着坑道崩坍。

为了避免支柱崩坍，使用了倾斜的矿柱锚栓，支持矿井里的支柱的暴露的侧面。这些锚栓插钻进支柱表面里的长孔中，一般以45°倾斜于支柱的表面。把锚栓的一端锚定在一个膨胀壳体或凝固树脂中，使锚栓在其位置固定。

过去在锚栓的头部或暴露端上，有一个月牙形垫片\把一个端板或支承板贴靠支柱的表面上，抑制支柱侧面的膨胀，防止支柱侧面崩坍。先有技术领域结构中遇到的一个问题，是当膨胀支柱里的应力，超过矿柱锚栓的断裂强度的时候，矿柱锚栓发生断裂。

根据本发明所提出，有一个屈服器件，放在锚栓暴露端部的淬火垫片，和端板或支承板之间。屈服器件允许支柱向外膨胀，在锚栓上保持一个恒定的拉力。但是由于屈服器件以一个可控制的方式，逐渐崩坍或破裂，倾斜矿柱锚栓不会突然断裂。一旦屈服器件破坏，锚栓头和它的淬火垫片对支承板和锚栓作用，而起承受拉长负荷的标准矿柱锚栓的作用。

屈服器件应该还可以允许支柱暂时使其自身损坏而保持矿柱锚栓的控制。这样应该能进一步延长矿柱锚栓的寿命，尤其是防止锚栓在煤层表面的工作区里断裂。

本发明有关一种简单的器件，可以抑制矿柱锚栓的断裂，并控制矿井中的支柱的水平方向的膨胀。

本发明的一个目的，是提出一种新颖的器件，控制煤矿里的支柱的膨胀，减少矿柱锚栓的断裂。

本发明的另一个目的，是提出一种新颖的器件，用一种简单而有效的方法，控制煤矿里的支柱的膨胀。

本发明的其他目的和优点，凡对本行技术熟谙的人，通过考虑附图以后，便可有所领会，在附图中凡属相似的组件，均以相同的标图号标注，附图内容如下：

图1为煤矿一个部分的正视剖面图，安装有本发明提出的新颖器件，

图2为图1中一个部分的放大图，详细示出本发明的新颖器件，

图3是本发明的新颖器件的局部剖面透视图。

参见图1及图2，图中所示是煤矿的一个剖面，坑道10在顶板12下面通过，顶板12是一个煤层或上部积土。沿坑道10的一侧，是一个煤层面14，是形成支柱16的煤层或岩石的边缘。坑道10是由于从煤层中采出矿产而形成。

为了防止支柱16向外崩坍，用一根倾斜的矿柱锚栓，把支承板靠支柱16的表面14固定。

矿柱锚栓可以用开采作业中作顶板锚栓用的传统锚栓，有一个主杆22，端部24上有螺纹，用以和一个锚栓膨胀壳锚定件25连接。膨胀壳锚定件25，可以用（美国）阿拉巴马州，恩斯莱（Ensley）DE）的伯明罕锚栓公司（Birmingnam    Bolt    Company）出品的市上出售的类型。

矿柱锚栓20可以是一种用55号钢制造的3/4英寸直径的长杆，在上面加力约30，000磅时断裂。当然也可以用其他材料制造的其他直径的其他类型的矿柱锚栓，各有断裂前的最大负荷的承受能力。断裂前的最大负荷可以在20，000磅至30，000磅之间，或以上，以矿柱锚栓的直径和材料为定。

这种矿柱锚栓的主杆22可用钢，玻璃纤维，木材制造，锚栓头用钢，纤维或铸铁制造。

锚栓头26有一个主体部分，有螺母的结构形状，它的一端扩大，形成一个周边突缘28，和主体的终端有共同平面。

一个垫片30可以放在矿柱锚栓20的主杆22上，抵靠锚栓头26的周边突缘28。

有一个可被压扁的屈服器件32，放在矿柱锚栓20的主柱22上面，抵靠垫片30或突缘28。可被压扁的屈服器件32可以是一根14或16号的空心钢管。管32的端部34抵靠垫片30或突缘28。屈服器件或空心管32的端部34，沿空心管纵向轴线垂直地切断，因而它的端部34和垫片30或突缘28紧密配合。空心管36的另一端36按45度倾斜切断（等于矿柱锚栓20倾斜于支柱16的表面14的锐角）。

带有一个中心孔的支承板38放在矿柱锚栓20的主杆22上，抵靠空心管32的端部36。支承板38可以有各种不同的厚度和尺寸（普通用宽度6英寸乘长度16英寸）。倾斜矿柱锚栓20插在用传统方法钻在支柱16上的孔40（见图2）中，和支柱16的垂直表面14倾斜45度。为了把矿柱锚栓20的上端固定位置，在孔40的上端中使用了一个膨胀壳锚定件或凝固树脂。在支柱16中钻了孔40后，把带膨胀壳锚定件的矿柱锚栓20向上推入，直到支承板38达到抵靠支柱表面14的位置上。然后把矿柱锚栓20旋转。在把矿柱锚栓20旋转时，膨胀锚定件定形，矿柱锚栓20在孔40中向上紧固，直到支承板38和支柱表面14紧密配合。在锚栓紧固后，矿柱锚栓20把支承板38靠紧表面14，而屈服器件或空心管32由于垫片30和锚栓头26的压紧作用，紧靠支承板38。

柱锚栓20的旋转，用机械驱动的套筒板手完成，施加转矩，产生约2500磅的最低锚栓负荷。

图3表示的是可压扁的屈服器件32的细节。可压扁屈服器件32是一根用钢或其他有高抗张强度的材料制造的空心圆管，外径约为15/8英寸，长度不定（可以用6英寸）。外径只需要比垫片30或锚栓突缘28的直径稍微小一些，垫片30或锚栓突缘的直径可以是2英寸。垫片30或锚栓突缘28用淬火钢材制造，因此，当钢管32在垫片30和支承板38之间被压缩，在它上面有当大的应力时，钢管32的两端34和36之间，可以压扁或开裂。钢管32的内径，大小只需要能容纳矿柱锚栓20的主杆22，其外径可以是3/4英寸。钢管32的厚度可以在14号和16号的厚度之间。管32的强度决定于可以在14号和16号的厚度之间。管    制管的材料的性质。管32的强度，应该在把定位扭矩加在锚栓头26上时，管32不会压扁，但负荷达到矿柱锚栓断裂强度以下时被压扁。例如，用55号钢制的直径为3/4英寸的矿柱锚栓，管32应该在负荷达到2，500磅时不被压扁，而30，000磅以下的负荷下则压扁或破裂。

在矿柱锚栓20，锚栓头26，垫片30，屈服器件32，和支承板38的组合件在位置上固定后，这系统将给支柱16提供支持。当然，这种矿柱锚栓组合件系统将用于实际的矿井环境中。一般来讲，这种矿柱锚栓组合件安装的中心距约为4英尺。

在实际的安装中，对带屈服器件和不带屈服器件的矿柱锚栓组合件作了比较，据发现当支柱膨胀时，在全部不带屈服管的矿柱锚栓断裂前，屈服管开始破裂或压扁。当支柱进一步膨胀，达到全部不带屈服管的矿柱锚栓都断裂时，50%的屈服管变形，达到垫片靠着支承板的程度。这时，带屈服管的这些组合件中，没有矿柱锚栓断裂。甚至在支柱进一步膨胀，达到80%的屈服管变形，垫片抵靠支承板，这系统中没有矿柱锚柱断裂。

虽然对本发明作了结合传统膨胀壳锚定件形式的锚栓组合件作了举例说明，但应能理解到还可以结合树脂型矿柱锚栓或顶板锚栓应用，只需要适当改变本发明中的各种元件便可以了。

还可以作其他的变化，而仍属于后附的权利要求书的范围之内。

Claims (5)

1、在一个矿井里，把长形的矿柱锚栓的一端，固定在矿井壁上的一个容纳孔里，上述矿柱锚栓有一个暴露的部份，向外伸出上述矿井壁表面的外面，其尽头为暴露的端部，上述矿柱锚栓有预定的断裂强度，这组合件的特征在于：有一个端板，安装在上述矿柱锚栓部份上，抵靠上述矿井壁，有一个可压扁的屈服器件，安装在上述暴露部份的上述端板和上述暴露端部之间，有装置安装在上述暴露的端部上，用于通过一个预定的扭矩，把上述屈服器件和上述支承板紧压在一起，并迫使上述支承板紧靠在上述矿柱的表面上，上述屈服器件可以耐受上述预定的扭矩，但可以随加在上面的低于预定的上述矿柱锚栓断裂强度的力，在纵向上被压扁。

2、如权利要求第1项中所述的组合件，特征为上述屈服器件是一个圆柱形金属管，包围上述矿柱锚栓。

3、如权利要求第1项中所述的组合件，特征为上述预定的扭矩产生一个约为2，500磅的最低负荷，上述矿柱锚栓的上述断裂强度，约为30，000磅。

4、如权利要求第1项中所述的组合件，特征为上述屈服器件在纵向的压负荷约为2，500磅下不会被压扁，但压负荷达到约低于30，000磅下则被压扁。

5、如权利要求第1项中所述的组合件，特征为上述矿柱锚栓固定在矿柱表面上的一个容纳孔中，该容纳孔的方向和上述矿壁的上述表面之间有一个锐角，上述屈服器件是一根圆柱形的管件，它的一个端部和上述圆柱形管的纳向轴线垂直，它的远端所处在的平面，与上述圆柱形管的纵向轴线有一个锐角，上述容纳孔的上述锐角，和上述圆柱形管的上述远端端部的锐角相等。

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