[發明專利]通用節能快速錨固方法及錨桿

無效

• 申請號: 201210113908.4
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102644470A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李治中;回樹林
• 申請（專利權）人: 李治中;回樹林
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及錨桿技術，特別是涉及一種通用節能快速錨固方法及錨桿。

背景技術

錨桿支護作用機理：錨桿支護的作用有加固拱作用、懸吊作用、組合梁作用、圍巖補強作用和減小跨度作用等。(1)懸吊作用在層狀巖層中，錨桿將下部不穩定的巖層懸吊在上部穩固的巖層上。錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量。2)組合梁作用在沒有穩固巖層的薄層狀巖層中，通過錨桿的預拉應力，將視為組合梁的各薄巖層擠緊，提高其自承能力。決定組合梁穩定性的主要因素是錨桿的預拉應力及桿體強度和巖層性質。(3)加固拱作用對于被縱橫交錯的弱面所切割的塊狀或破裂狀圍巖，如果及時用錨桿加固，就能提高巖體結構弱面的抗剪強度，在圍巖周邊一定厚度的范圍內形成一個不僅能維持自身穩定，而且能防止其上部圍巖松動和變形的加固拱，從而保持巷道的穩定。(4)減少跨度作用巷道頂板打上錨桿，相當于在該處打上了點柱。因此，就相當于把巷道頂板巖石懸露的跨度縮少了，從而提高了頂板巖層的抗彎曲能力。

錨桿的分類與安裝：

1)木錨桿：我國使用的木錨桿有兩種，即普通木錨桿和壓縮木錨桿。

(1)普通木錨桿：是采用優質木材制作的，常用的有榆木、槐木、桑木等。要求木紋平直、無疵病，有足夠的強度。普通木錨桿由木內楔、木桿體、木托板和木外楔組成。桿體上下兩楔縫應相互垂直，防止打楔造成劈裂。木錨桿的安裝方法是先將木內楔插到錨桿頂端楔縫中，然后將桿體放入眼孔內，在錨桿尾端加力錘擊，錨桿錨固后，再上好木托板，在錨桿尾端楔縫中加打木外楔封住眼孔并撐緊托板。普通木錨桿結構簡單，取材方便，加工容易，成本低。但錨固力小，易腐朽變形，多在服務年限短的采區煤或半煤巷中錨固煤幫用，使用時應注意防腐處理。

(2)壓縮木錨桿：是利用壓縮木制成的錨桿。壓縮木是把潮濕的木材加以橫紋壓縮，就會產生較大的彈性變形，在變形狀態掘進工下予以熱處理和冷卻，彈性變形就轉化成塑性變形即成了壓縮木。當壓縮木吸水后，塑性變形又轉化為彈性變形，產生一種能恢復到接近原來尺寸和開頭的膨脹特性。壓縮木的密度可達1.4t/m3力學強度要比一般木材大2～3倍。壓縮木錨桿比普通木錨桿強度大，它是全長錨固，錨固力大。這種錨桿的錨固力可達40kN。以用于松軟煤層巷道煤幫的錨固和綜采工作面煤幫的加固(防片幫冒頂事故)為宜。壓縮木錨桿的安裝與楔縫木錨桿基本相同，但在放入眼孔前，要把桿體浸濕，馬上將浸濕的桿體放入眼孔中。壓縮木錨桿的托板多采用金屬托板，另外還配有金屬襯套。此種錨桿制作工藝復雜，必須在專門工廠生產，成本高，儲存保管不便，因此使用不多。

2)倒楔式金屬錨桿：這種錨桿曾經是使用最為廣泛的錨桿形式之一，由于它加工簡單，安裝方便，具有一定的錨固力，因此，這種錨桿在一定范圍內至今還在使用。倒楔式金屬錨桿由錨頭、桿體、托板和螺帽四部分組成。錨頭是由與桿體相連的固定楔和活動倒楔兩個部分組成，固定楔與倒楔沿斜面相對移動，壓緊眼孔壁形成錨固力。安裝時，先把倒楔綁在固定楔的下部適當位置，輕輕送入錨桿眼孔中，然后用一個專用的金屬桿沿錨桿側插入到倒楔處，錘擊金屬桿時將倒楔頂入固定楔斜面，利用倒楔把固定楔楔緊在眼孔中，使錨桿得到錨固力，再上好托板，擰緊螺帽即可。這種錨桿安裝時不需完全插到眼孔底部就能錨固，所以對眼孔深度要求不嚴；巷道報廢時，可擰下螺帽退下墊板，用錘向里打擊桿體，松動倒楔，拆下錨桿，所以這種錨桿可以回收復用。

3)管縫式錨桿：管縫錨桿是一種全長摩擦錨固式錨桿，這種錨桿具有安裝簡單，錨固可靠，初錨力大，永久錨固力隨圍巖移動而增長。管縫錨桿由高強度鋼管或鋼板卷制成，沿鋼管全長有一條縫，實際上是一條有開縫的鋼管，在管的頂端是錐體，尾端焊有一個由鋼筋制成的圓環。這種錨桿桿體穩定，錨固力大，節省鋼材，施工速度快，支護效果好。管縫錨桿安裝對鉆孔要求比較嚴格，一般錨桿直徑要比鉆孔直徑大2mm～3mm，用外力強迫壓入鉆孔中。管徑縮小，對孔壁產生環向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁。桿體與孔壁之間產生軸向摩擦力，從而形成錨固力，該錨固力沿錨桿全長分布。此外，托板緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應力狀態。錨桿安裝時，安裝機機身軸線應與錨桿軸線相一致，盡量減少偏差，防止錨桿遭受過大彎矩，使錨桿損壞和安裝不進去。