CN106523007A - 一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构 - Google Patents

Abstract

一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，包括杆体和横肋，横肋设置在杆体外表面，横肋为月牙形结构，两个横肋为一组，同一组内的两个横肋首尾相接，且同一组内的两个横肋在杆体周向呈整圆周围绕分布；若干组横肋沿杆体轴向等间隔分布，且相邻组内的横肋之间具有90°的相位角；横肋在杆体外表面具有螺旋升角，螺旋升角为10°±1°，全部横肋具有相同的旋向；横肋的截面形状为等腰梯形，横肋的顶边轴向最大宽度为1.5mm±0.05mm，横肋的底边轴向最大宽度为3.6mm±0.05mm，横肋的径向最大厚度为1.8mm±0.1mm，横肋的斜边与底边的夹角为60°±1°；若干组横肋沿杆体轴向等间隔分布的间隔距离为35mm±1.5mm；杆体的杆径为21mm±0.5mm。

Description

一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构

技术领域

本发明属于巷道安全支护技术领域，特别是涉及一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构。

背景技术

在矿井生产中，巷道的稳定性是矿井安全生产的重要保障，而锚杆支护作为巷道支护的主要方式，其锚杆体的锚固力直接影响到巷道支护效果。

目前，锚杆支护中所使用的锚杆体都是基于建筑钢筋标准稍加改进而来的，但随着开挖深度的不断增加，巷道围岩条件也在不断恶化，想要依靠传统锚杆体进一步提升巷道支护效果变得越发困难，后经研究发现，传统锚杆体所采用的横肋结构是阻碍巷道支护效果进一步提升的最主要因素。因此，有必要对锚杆体横肋结构进行改进，以提升锚杆体的锚固力，实现巷道支护效果的进一步提升。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，能够有效提升锚杆体与锚固剂之间的锚固力，在锚杆体受力拔出过程中，有效增强锚杆体对锚固剂剪切破坏时的径向挤压作用，以使钻孔周围的围岩处于三向应力状态，进而提高巷道支护效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，包括杆体和横肋，横肋设置在杆体外表面；其特点是：所述横肋为月牙形结构，两个横肋为一组，同一组内的两个横肋首尾相接，且同一组内的两个横肋在杆体周向呈整圆周围绕分布；若干组横肋沿杆体轴向等间隔分布，且相邻组内的横肋之间具有90°的相位角。

所述横肋在杆体外表面具有螺旋升角。

所述螺旋升角为10°±1°。

全部所述横肋具有相同的旋向。

所述横肋的截面形状为等腰梯形。

所述横肋的顶边轴向最大宽度为1.5mm±0.05mm，横肋的底边轴向最大宽度为3.6mm±0.05mm，横肋的径向最大厚度为1.8mm±0.1mm，横肋的斜边与底边的夹角为60°±1°。

若干组所述横肋沿杆体轴向等间隔分布的间隔距离为35mm±1.5mm。

所述杆体的杆径为21mm±0.5mm。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，能够有效提升锚杆体与锚固剂之间的锚固力，在锚杆体受力拔出过程中，有效增强锚杆体对锚固剂剪切破坏时的径向挤压作用，以使钻孔周围的围岩处于三向应力状态，进而提高巷道支护效果。

附图说明

图1为本发明的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构的正视图；

图2为本发明的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构的右视图；

图3为本发明的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构的后视图；

图4为本发明的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构的左视图；

图5为图1中A-A剖视图；

图中，1—杆体，2—横肋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，包括杆体1和横肋2，横肋2设置在杆体1外表面；所述横肋2为月牙形结构，两个横肋2为一组，同一组内的两个横肋2首尾相接，且同一组内的两个横肋2在杆体1周向呈整圆周围绕分布；若干组横肋2沿杆体1轴向等间隔分布，且相邻组内的横肋2之间具有90°的相位角γ。

所述横肋2在杆体1外表面具有螺旋升角θ。

所述螺旋升角θ为10°±1°。

全部所述横肋2具有相同的旋向。

所述横肋2的截面形状为等腰梯形。

所述横肋2的顶边轴向最大宽度a为1.5mm±0.05mm，横肋2的底边轴向最大宽度b为3.6mm±0.05mm，横肋2的径向最大厚度h为1.8mm±0.1mm，横肋2的斜边与底边的夹角α为60°±1°。

若干组所述横肋2沿杆体1轴向等间隔分布的间隔距离L为35mm±1.5mm。

所述杆体1的杆径为21mm±0.5mm，而国标尺寸的杆径为20mm。

为了更好的说明锚杆体在采用了本发明的横肋结构后，能够有效提升锚杆体与锚固剂之间锚固力，则进行了对比拉拔试验。在对比拉拔试验中，准备3根具有传统横肋结构的锚杆体，同时准备3根采用了本发明横肋结构的锚杆体，并对6根锚杆体进行相同试验条件下的拉拔试验，且6根锚杆体的杆体1杆径均为20mm。

经拉拔试验后，测得3根具有传统横肋结构锚杆体的抗拔力分别为127.5kN、124.1kN及116kN，同时测得3根采用本发明横肋结构锚杆体的抗拔力分别为147.8kN、151.7kN及148.7kN，可见，采用了本发明横肋结构的锚杆体有效提升了锚固力。

由于传统锚杆体存在无肋侧，在拉拔试验过程中，传统锚杆体在安装过程中会出现锚固剂沿杆体无肋侧溢出现象；传统锚杆体的有肋侧横肋间距为12mm，在相同长度内，传统锚杆体与本发明相比所拥有的横肋数量更多，在常规思维下，传统锚杆体由于横肋数量更多，本应具有更高的抗拔力，但拉拔试验得出的结果却刚好相反，说明横肋数量多少并非是影响拉拔力的唯一因素。

在本发明的方案中，同一组内的两个横肋2在杆体1周向呈整圆周围绕分布，且相邻组内的横肋2之间具有90°的相位角，则有效避免了锚固剂沿杆体溢出现象。

在本发明的方案中，横肋2采用了月牙形结构，且横肋2的截面形状为等腰梯形，当锚杆体受力拔出过程中，通过拉拔试验证明，在锚杆体对锚固剂剪切破坏时，锚杆体对锚固剂的径向挤压作用得到有效增强，进而使钻孔周围的围岩处于三向应力状态，其直接表现为锚固力的提升，最终提高的即是巷道支护效果。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，包括杆体和横肋，横肋设置在杆体外表面；其特征在于：所述横肋为月牙形结构，两个横肋为一组，同一组内的两个横肋首尾相接，且同一组内的两个横肋在杆体周向呈整圆周围绕分布；若干组横肋沿杆体轴向等间隔分布，且相邻组内的横肋之间具有90°的相位角。

2.根据权利要求1所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：所述横肋在杆体外表面具有螺旋升角。

3.根据权利要求2所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：所述螺旋升角为10°±1°。

4.根据权利要求3所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：全部所述横肋具有相同的旋向。

5.根据权利要求1所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：所述横肋的截面形状为等腰梯形。

6.根据权利要求5所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：所述横肋的顶边轴向最大宽度为1.5mm±0.05mm，横肋的底边轴向最大宽度为3.6mm±0.05mm，横肋的径向最大厚度为1.8mm±0.1mm，横肋的斜边与底边的夹角为60°±1°。

7.根据权利要求1所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：若干组所述横肋沿杆体轴向等间隔分布的间隔距离为35mm±1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于提升锚固力的锚杆体横肋结构，其特征在于：所述杆体的杆径为21mm±0.5mm。