[發明專利]一種雙錨索聯合鎖緊裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310395658.2
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103498690A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 李桂臣;孫輝;衛英豪;張農;王朋朋;馬振乾
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種雙錨索裝置，尤其是可以有效增強錨索支護系統可靠性的一種雙錨索聯合鎖緊裝置及方法。

背景技術

上世紀?60?年代中期，澳大利亞礦山首次使用錨索進行巖體加固，1996?年小孔徑預應力錨索在我國煤礦回采巷道試驗并獲得成功，由于錨索支護具有預緊力大、承載能力高、安裝簡便等優點，如今錨索支護已經成為煤礦巷道的主要支護形式之一。但在現有技術中錨索的鎖緊結構大多采用單一夾片式錨具鎖緊，當巷道變形量較大、錨索受力較高，錨具在高應力腐蝕與化學銹蝕下，夾片與鋼絞線之間易出現滑移而導致錨索支護失效。

桁架錨索支護技術在礦山巷道支護中具有明顯的優越性，在巷道變形過程中，桁架錨索體系中多根錨索共同承載，對于巷道肩窩及中部應力集中或位移明顯的區域，桁架錨索可以在水平和鉛垂方向同時提供有效作用力，使得整體支護范圍擴大，并在圍巖內形成壓應力區，能夠有效提高煤巖體的強度、降低煤巖體內的拉應力。一般桁架錨索的鎖緊結構為夾片式錨具和桁架錨索連接器組成，在支護過程中一旦桁架錨索體系中的一根錨索失效往往會引起桁架錨索連接器上其他錨索的同步失效，最終導致桁架錨索的整體支護失效，極大影響了錨索和桁架性能的發揮。

發明內容

為了解決在現有的錨索支護結構易滑移失效的問題，本發明提供一種雙錨索聯合鎖緊裝置及方法，該雙錨索聯合鎖緊裝置及方法采用螺紋鎖緊與夾片式錨具鎖緊相結合的方法，設計了能夠同時實現雙錨索聯合張拉鎖緊和各錨索單獨張拉鎖緊的鎖緊裝置，在確保對錨索實現較大預緊力的同時，改變了錨索單一夾片式錨具張拉預緊的局限性，避免了采用單一夾片式錨具時出現的鋼絞線滑移導致錨索失效現象，使錨索錨固體系的整體支護強度與穩定性均得到提高，安全可靠，結構簡單，安裝方便，具有廣泛的實用性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該雙錨索聯合鎖緊裝置包括螺紋鎖緊段及夾片錨具鎖緊段，所述螺紋鎖緊段設有一個L形狀的錨索鋼絞線，錨索鋼絞線吻合匹配穿過托板的中心，錨索鋼絞線上吻合套裝有螺紋套筒，螺紋套筒位于托板的下部并緊貼托板，螺紋套筒與托板通過螺母固定在一起；所述夾片錨具鎖緊段設有一個鋼制雙錨索連接器，雙錨索連接器上開有上下平行對應的兩個錨索孔，兩根錨索鋼絞線的一端分別穿過上下錨索孔后由夾片式錨具固定；孔深?a、孔間距?b及錨索長度?L應滿足如下關系式：a+?b/2+?300mm＜?L?＜a+?b/2+?500mm。

所述托板為平托板，長100-300mm，寬100-300mm，厚10-15mm，材質可為2、3、4、5級鋼材。

所述螺紋套筒長100-200mm，直徑為22mm，螺母為標準螺母，與螺紋套筒4相匹配。

雙錨索聯合鎖緊方法其步驟為：

1.施工錨索鉆孔，根據巷道支護設計方案，在巷道兩幫或頂板施工兩個錨索鉆孔，要求孔深?a及孔間距?b與錨索長度?L相匹配，以便錨索外露長度能夠實現雙錨索間的聯合鎖緊；

2.準備錨索，將鋼制套筒通過鍛壓、焊接或粘結等方式固定在距錨索尾部b/2+?300mm至?b/2+?800mm處，然后對鋼制套筒進行外螺紋加工而制成螺紋套筒，螺紋套筒在錨索鋼絞線上的固定位置應確保雙錨索被聯合鎖緊后后，螺紋套筒正好處于鉆孔孔口位置，以便螺母配合螺紋套筒對錨索進行單獨張拉鎖緊；其次，給兩根待聯合鎖緊的固定有螺紋套筒的錨索鋼絞線套上托板，并將螺母擰至與其相匹配的螺紋套筒上；

3.錨固錨索，通過樹脂錨固劑或其他類型的錨固劑，對兩根錨索鋼絞線分別進行端部錨固或加長錨固，要求兩根錨索鋼絞線均被送至鉆孔孔底；

4.雙錨索聯合鎖緊，待兩根錨索鋼絞線錨固穩定后，將兩根錨索鋼絞線的自由端穿過開有平行雙錨索孔的同一鋼制雙錨索連接器，通過錨索張拉設備對兩根錨索鋼絞線同時進行張拉，并采用夾片式錨具分別鎖緊兩根錨索鋼絞線，實現雙錨索聯合鎖緊，對錨索鋼絞線進行張拉時，一般要求施加給錨索的預應力為100-400kN；

5.錨索單獨張拉鎖緊，利用扭矩扳手同時旋轉螺紋套筒上的螺母，使螺母密貼緊壓托板，實現對兩根錨索的單獨張拉鎖緊，防止聯合鎖緊的雙錨索因夾片式錨具失效而導致雙錨索均失效，旋轉螺母對錨索鋼絞線進行單獨張拉鎖緊時，扭矩為300-500N·m。