[發明專利]礦用可伸縮吸能防沖粘滯阻尼錨桿及其支護方法

有效

• 申請號: 201310566306.9
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103573279A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 寧建國;孫赑;譚云亮;王俊
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

技術領域

本發明涉及一種煤礦安全支護技術領域，具體涉及一種礦用可伸縮吸能防沖液壓阻尼錨桿及其支護方法。

技術背景

煤炭開采進入深部后，在工作面超前支承壓力與原始應力共同作用下，回采巷道內易發生沖擊地壓等動力災害事故。在沖擊地壓發生的瞬間，會以波的形式釋放大量的彈性沖擊能，既有拉伸沖擊能，也有壓縮沖擊能。這些沖擊能會使回采巷道圍巖不斷拉伸和壓縮，導致巷道圍巖變形，甚至會拉斷錨桿錨索等支護系統，致使巷道圍巖冒落，造成嚴重的人員傷亡和設備財產損失。如何保證沖擊地壓發生時深部回采巷道圍巖支護的穩定，成為亟待解決的重大難題。

中國專利公開號CN103016035A公開了一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，包括預緊螺母、托盤、讓位緩沖吸能裝置、墊板、止漿塞、高強度螺紋鋼錨桿、讓位連接套管、鋼絞線錨索及錨索帽；其中讓位連接套管包括錨索連接套管、錨桿連接套管、楔形墊塊、錨索端部防脫保護套、橡膠套筒及安裝螺母；讓位緩沖吸能裝置為帶有折痕紋路的薄壁筒狀結構，其包括外筒及定位套；止漿塞、墊板、讓位緩沖吸能裝置及托盤依次套裝在高強度螺紋鋼錨桿的桿體首端，并通過預緊螺母緊固；錨索連接套管與錨桿連接套管通過螺紋相連接，錨桿連接套管套裝于高強度螺紋鋼錨桿的尾端，通過楔形墊塊與鋼絞線錨索相連接。該發明的缺點是讓位連接套管屬于一次性沖擊拉伸裝置，且無法承受壓縮沖擊能的作用；其次，當沖擊地壓頻繁發生時該裝置防脫保護套會破斷，導致錨索脫桿，巷道圍巖錨固作用失效，無法起到緩沖防沖作用。

中國專利公開號CN102286975A公開了一種加固大變形巖體的恒阻吸能錨桿，包括桿體、恒阻吸能裝置、螺母和托盤，其中：桿體為圓形截面的光滑桿體，兩端設螺紋，中段包裹塑料套管；恒阻吸能裝置安裝在錨桿頭部，由可擴徑圓筒、錐形筒、錨具和保護罩構成。本發明利用其恒阻吸能裝置提高錨桿吸收巖體應變能的能力，適用于加固高應力條件下地下工程的大變形圍巖或邊坡蠕滑大變形巖體，其極限伸長量大，初阻力高而恒定，結構簡單，制作和施工方便。該設計的缺點與上述專利缺點一樣，屬于一次性緩沖裝置，且錨桿端頭擴徑圓筒錨固，當沖擊地壓頻繁發生時，既容易拉斷錨固端頭，也容易拉斷錨桿。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種在沖擊載荷作用下，可快速實現大變形讓位，有效降低拉伸與壓縮沖擊能的礦用可伸縮緩沖吸能防沖液壓阻尼錨桿。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種礦用可伸縮緩沖吸能防沖液壓阻尼錨桿，由預緊螺母、托盤、吸能材料、錨桿體、墊板和讓位緩沖吸能裝置組成，其特征在于，所述的錨桿體由錨桿端頭和錨桿主體組成，所述的預緊螺母、托盤、吸能材料和墊板安裝在錨桿端頭上；所述的讓位緩沖吸能裝置的構造是，在一個緩沖液壓缸內依次設有下部滑動活塞、連桿活塞、上部滑動活塞，使緩沖液壓缸依次間隔成A、B、C、D四個腔，緩沖液壓缸內充滿粘性液壓油；下部滑動活塞、連桿活塞和上部滑動活塞均為剛體，而且均加工有3-4個阻尼孔，且相鄰活塞上的阻尼孔不在一條直線上；下部滑動活塞和上部滑動活塞的周面均設有密封圈，保證與緩沖液壓缸缸壁緊密接觸；其中連桿活塞的連桿從上部滑動活塞和緩沖液壓缸的上端面穿過，穿過后與錨桿主體連接在一起；緩沖液壓缸的下端面再與錨桿端頭的內端頭連接，從而形成錨索整體。

為了防止兩個滑動活塞緊貼在缸體兩端無法滑動，在緩沖液壓缸的上下端分別設有墊片。

為了便于拆卸安裝，錨桿端頭與緩沖液壓缸的連接形式和錨桿主體與連桿活塞的連接形式均為螺紋連接。

利用本發明錨桿進行支護的方法是：

第一步：選擇與緩沖液壓缸缸體相適應的鉆頭打鉆孔，鉆孔深度達到液壓缸缸體的長度時，更換與錨桿主體適配孔徑的鉆頭，繼續打鉆孔至錨索設計深度，然后將樹脂錨固劑送入鉆孔內的指定位置。

第二步：將本發明的錨桿組裝成一體送入鉆孔內，保證緩沖液壓缸缸體完全進入鉆孔，待樹脂錨固劑固化后，再擰緊預緊螺母對其施加預緊力，安裝完成；