CN103982211A - 一种高强度大变形活塞式增阻锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度大变形活塞式增阻锚杆，其特征在于包括缸套(1)，活塞(2)，固定螺母(3)，垫片(4)和螺母(5)。本发明设计结构巧妙、简单新颖，性能可靠，循环利用，节省支护成本，解决矿井深部开采中软岩巷道及动力灾害下巷道围岩大变形问题，实现刚柔一体化设计，提高了围岩支护结构整体稳定性。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种高强度大变形活塞式增阻锚杆。
背景技术
我国大部分矿井开采深度进入千米以下，深部开采巷道(洞室)在高地应力及动力灾害(岩爆、冲击地压、煤尘瓦斯突出)下变得相当脆弱，很多巷道变形严重、甚至报废，制约煤矿深部安全开采。目前，对于这类巷道围岩变形控制还主要依靠传统预应力锚杆(索)、加固体系及其衍生支挡结构工程。基于传统预应力锚杆(索)体系的支护和加固理念已经无法适应深部软岩巷道及动力灾害下巷道围岩变形。在这类巷道支护结构失效时，现场监测发现很多分锚杆(索)端部断裂、托盘脱落、中部拉断、可缩性金属支架扭曲变形严重等，支护结构基本报废。针对这一问题，亟需设计一种新式高强度大变形增阻锚杆，用于限制深部矿井软岩巷道及动力灾害下巷道围岩变形。
现有的技术方案：主要通过锚杆体结构大变形和材料大变形来抵抗围岩大变形破坏，变形范围和支护强度相对有限，无法解决深部矿井软岩巷道及动力灾害下巷道围岩变形。
缺点包括两部分：第一是锚杆强度高，但变形有限，它无法真正限制软岩及动力灾害下巷道围岩大变形；第二是锚杆能适应围岩大变形，但提供支护强不是减少，就是不变，也无法限制围岩大变形。采用第一类锚杆支护，往往锚杆被拉断，支护结构失效；采用第二类锚杆能延缓巷道围岩大变形，但不能提供足够大支护强度，造成巷道变形严重，需翻修。由于上述锚杆不能即适应围岩大变形，也提供足够大支护强度，限制了它们在深部矿井中使用。
深部矿井开采过程中软岩巷道及矿井动力灾害下巷道围岩变形严重，需多次翻修，严重制约煤矿安全生产。目前治理这类巷道围岩大变形主要手段有：可缩性金属支架、锚网喷+W钢带+锚索等联合支护，这些联合支护均无法从根本上解决上述巷道围岩大变形问题，现场多处出现锚杆拉断、托盘脱落等现象。现有一些高强度大变形锚杆，不是无法适应巷道围岩大变形，就是提供支护强度不够，限制锚杆在这类巷道中使用。本专利针对这一问题，提出一种新式高强度大变形活塞式增阻锚杆，可解决类似地质条件下围岩大变形问题，且锚杆支护强度不断加大，能满足巷道围岩支护要求。
发明内容
本发明提供一种高强度大变形活塞式增阻锚杆，其特征在于包括缸套(1)，活塞(2)，固定螺母(3)，垫片(4)和螺母(5)，所述缸套(1)包括缸套端部(1-1)和缸套缸体部(1-2)，该缸套缸体部(1-2)设置为中空，活塞(2)包括活塞端部(2-1)和活塞自由端(2-2)，该活塞端部(2-1)的直径大于活塞自由端(2-2)的直径，所述活塞活塞端部(2-1)的直径和缸套缸体部(1-2)的内径一致，使得活塞(2)能够在缸套缸体部(1-2)上下滑动，所述固定螺母(3)位于缸套缸体部(1-2)的下端部，该固定螺母(3)具有中空部(3-1)，所述活塞自由端(2-2)穿过中空部(3-1)，所述垫片(4)和螺母(5)相连，位于活塞自由端(2-2)的端部。
所述中空部(3-1)的内径和活塞自由端(2-2)的直径一致。
所述缸套缸体部(1-2)内部和活塞自由端(2-2)之间具有内置压缩材料(6)，该压缩材料。
有益效果：
本专利设计结构巧妙、简单新颖，性能可靠，循环利用，节省支护成本，解决矿井深部开采中软岩巷道及动力灾害下巷道围岩大变形问题，实现刚柔一体化设计，提高了围岩支护结构整体稳定性。本专利和其它软岩巷道支护配件联合使用，可彻底解决软岩巷道及煤矿动力灾害下巷道围岩大变形难题。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明缸套的结构示意图；
图3是本发明活塞的结构示意图；
图4是本发明固定螺母的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种高强度大变形活塞式增阻锚杆，其特征在于包括缸套(1)，活塞(2)，固定螺母(3)，垫片(4)和螺母(5)，所述缸套(1)包括缸套端部(1-1)和缸套缸体部(1-2)，该缸套缸体部(1-2)设置为中空，活塞(2)包括活塞端部(2-1)和活塞自由端(2-2)，该活塞端部(2-1)的直径大于活塞自由端(2-2)的直径，所述活塞活塞端部(2-1)的直径和缸套缸体部(1-2)的内径一致，使得活塞(2)能够在缸套缸体部(1-2)上下滑动，所述固定螺母(3)位于缸套缸体部(1-2)的下端部，该固定螺母(3)具有中空部(3-1)，所述活塞自由端(2-2)穿过中空部(3-1)，所述垫片(4)和螺母(5)相连，位于活塞自由端(2-2)的端部。
所述中空部(3-1)的内径和活塞自由端(2-2)的直径一致。
所述缸套缸体部(1-2)内部和活塞自由端(2-2)之间具有内置压缩材料(6)，该压缩材料。
当活塞运动时，通过活塞反向对泡沫塑料挤压，泡沫塑料变形，体积减少，但提供足够大的支护强度。这种锚杆支护既体现“让压”、又体现“抗压”且锚杆抗拉强度不断增大。采用这种锚杆可限制软岩及动力灾害下巷道围岩变形。
本发明专利使用情况是，在巷道壁上先打小的锚杆眼，钻孔直径比锚固段直径略大一些，接着用直径大一些钻杆扩孔，扩孔深度减少1/3左右，接着在活塞腔内放置泡沫塑料包，把，再把锚杆自由端一部分放进活塞体内，在活塞体外侧设置一个高强度加强帽，密封活塞体，阻止泡沫塑料及活塞被挤出。锚杆组装成功后，先在钻眼内放置树脂药卷，安装锚杆，通过旋转锚杆，使锚固剂搅拌均匀，把本专利设计的锚杆安装上去，通过锚杆机施加预应力，达到支护巷道的目的。此外，本专利设计的锚杆可实现部分回收，具体做法是，先拆除锚杆外露的螺母等设备，再把加强帽拆除，最后把锚杆自由端拆除，实现锚杆部分回收，降低煤矿生产成本，经济效益显著。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (3)
1.一种高强度大变形活塞式增阻锚杆，其特征在于包括缸套(1)，活塞(2)，固定螺母(3)，垫片(4)和螺母(5)，所述缸套(1)包括缸套端部(1-1)和缸套缸体部(1-2)，该缸套缸体部(1-2)设置为中空，活塞(2)包括活塞端部(2-1)和活塞自由端(2-2)，该活塞端部(2-1)的直径大于活塞自由端(2-2)的直径，所述活塞活塞端部(2-1)的直径和缸套缸体部(1-2)的内径一致，使得活塞(2)能够在缸套缸体部(1-2)上下滑动，所述固定螺母(3)位于缸套缸体部(1-2)的下端部，该固定螺母(3)具有中空部(3-1)，所述活塞自由端(2-2)穿过中空部(3-1)，所述垫片(4)和螺母(5)相连，位于活塞自由端(2-2)的端部。
2.如权利要求1所述的一种高强度大变形活塞式增阻锚杆，其特征在于所述中空部(3-1)的内径和活塞自由端(2-2)的直径一致。
3.如权利要求1所述的一种高强度大变形活塞式增阻锚杆，其特征在于所述缸套缸体部(1-2)内部和活塞自由端(2-2)之间具有内置压缩材料(6)，该压缩材料。
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