[發明專利]一種快速安裝高效吸能礦用錨桿

無效

• 申請號: 201210118241.7
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102678146A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李夕兵;馬少維;馬春德;尹士兵
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 黃鍵

技術領域

本發明涉及一種快速安裝高效吸能礦用錨桿。

背景技術

巖爆是深埋地下工程在施工過程中常見的動力破壞現象，當巖體中聚積的高彈性應變能大于巖石破壞所消耗的能量時，破壞了巖體結構的平衡，多余的能量導致巖石爆裂，使巖石碎片從巖體中剝離、崩出。巖爆往往造成開挖工作面的嚴重破壞、設備損壞和人員傷亡，已成為巖石地下工程和巖石力學領域的世界性難題。輕微的巖爆僅剝落巖片，無彈射現象。嚴重的可測到4.6級的震級，一般持續幾天或幾個月。發生巖爆的原因是巖體中有較高的地應力，并且超過了巖石本身的強度，同時巖石具有較高的脆性度和彈性。這時一旦地下工程破壞了巖體的平衡，強大的能量把巖石破壞，并將破碎巖石拋出。

巖爆的突發動力效應要求錨桿有一定的錨固力和一定抗震緩沖能力。傳統的端固式錨桿由錨固段，桿體和外錨段組成，錨固段采用錨固劑錨固存在凝固耗時的缺陷，外錨段直接由托盤固定僅僅具備一定錨固力，不能對深部高應力圍巖進行有效的控制，巖體中有較高的地應力容易造成支護系統失效。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速安裝高效吸能礦用錨桿，能對深部高應力圍巖進行有效的控制。

為達到上述目的，本發明包括：脹殼、桿頭、桿身、托盤、抗震緩沖材料、螺母與桿尾，其中脹殼外表面設有齒形凸起，脹殼內表面和桿頭外表面分別設有相匹配的螺紋，脹殼內設有錐形凸起，桿頭頂端設有錐形凹槽，錐形凸起頂角大于錐形凹槽的頂角，桿尾設有螺紋，托盤和抗震緩沖材料分別套設在桿尾并由螺母定位預緊。

作為改進，所述托盤為碗型。

作為改進，所述抗震緩沖材料為聚酯熱塑性彈性體材料或者EPP發泡材料。

作為進一步的改進，在桿身靠近桿尾處設有橡膠圈。

作為更進一步的改進，在抗震緩沖材料的兩端設有墊圈。由于本發明的錨桿脹殼外表面設有齒形凸起，可加大錨固強度；脹殼內表面和桿頭外表面分別設有相匹配的螺紋，使得脹殼和桿頭可組合安裝；脹殼內設有錐形凸起，桿頭頂端設有錐形凹槽，錐形凸起頂角大于錐形凹槽的頂角，從而形成膨脹結構，可使錨桿實現快速承載，簡化安裝程序、縮短安裝時間，提高掘進速度；抗震吸能材料在巖爆發生時可以進行壓縮緩沖，從而有效抵御巖爆時的動荷載作用，使錨桿保持一定的錨固力，防止錨桿的斷裂失效。此外，本發明還具有結構簡單，安裝方便，可操作性強等有益效果，可廣泛用于深井井下支護。

附圖說明

圖1為本發明一種快速安裝高效吸能礦用錨桿的一種實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明的一種快速安裝高效吸能礦用錨桿包括：脹殼1、桿頭2、桿身3、托盤4、抗震緩沖材料5、螺母6與桿尾7，其中脹殼1外表面設有齒形凸起8，可加大錨固強度；脹殼1內表面和桿頭2外表面分別設有相匹配的螺紋，使得脹殼1和桿頭2可組合安裝；脹殼1內設有錐形凸起10，桿頭2頂端設有錐形凹槽11，錐形凸起10頂角大于錐形凹槽11的頂角，可以形成膨脹結構，使錨桿實現快速承載，簡化安裝程序、縮短安裝時間，提高掘進速度；桿尾7設有螺紋12，托盤4和抗震緩沖材料5分別套設在桿尾7，托盤4為碗型，有利于應力擴散與緩沖；抗震緩沖材料5為聚酯熱塑性彈性體材料，可在巖爆發生時進行壓縮緩沖，從而有效抵御巖爆時的動荷載作用，使錨桿保持一定的錨固力，防止錨桿的斷裂失效?？拐鹁彌_材料5兩端分別設有墊圈13和14，可對抗震緩沖材料5起到保護一定的作用，并使其受力均勻。托盤4和抗震緩沖材料5可由螺母12定位預緊。在桿身3靠近桿尾4處設有橡膠圈15，安裝時橡膠圈15處于鉆孔口，緊貼孔壁，可防止錨桿桿體左右擺動，從而可進一步提高錨固力并提高本發明的使用壽命。

本發明的安裝步驟為：將脹殼1稍旋緊于桿頭2，然后送入鉆孔底部，旋動錨桿桿體3使脹殼1撐開，將桿體機械膨脹錨固于鉆孔內；接著安裝橡膠圈15固定錨桿桿體3防止左右擺動；然后依序安裝應力擴散托盤4、墊圈13、抗震緩沖材料5、墊圈14，其中墊圈14與抗震緩沖材料5可自由滑動；最后旋緊螺母12形成一定預緊力。

本發明的抗震緩沖材料5還可以為EPP發泡材料。

本發明適應高應力條件下完整硬脆圍巖破壞特點，能夠有效調控圍巖的自承載能力，在發生巖爆等災害時瞬間屈服變形并仍保持一定的抗力，實現對巷道巖爆的防治。