[實(shí)用新型]一種收縮滑動(dòng)式變向錨具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320611592.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-02
• 公開（公告）號(hào): CN203584446U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永龍;孫玉寧;王振鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D21/00
• 分類號(hào): E21D21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于巖土、水利、礦山等支護(hù)工程用錨具。?

背景技術(shù)

錨索支護(hù)是礦井深部巷道、隧道等大斷面硐室、巷道的補(bǔ)強(qiáng)加固的一種重要技術(shù)手段。錨索加固圍巖的實(shí)質(zhì)，就是通過錨索對(duì)被加固的巖體施加預(yù)應(yīng)力，限制巖體有害變形的發(fā)展，從而保持巖體的穩(wěn)定。煤炭開采強(qiáng)度的增大，促使煤層開采向縱深發(fā)展，深部巖體開挖處于典型的高地應(yīng)力、高地溫、高巖溶水壓力及爆破、機(jī)械開挖動(dòng)力擾動(dòng)的復(fù)雜力學(xué)環(huán)境。在高地應(yīng)力環(huán)境下，煤巖體的變形特性發(fā)生了根本變化：煤巖體具有較強(qiáng)的時(shí)間效應(yīng)，表現(xiàn)為明顯的流變或蠕變；煤巖體的擴(kuò)容現(xiàn)象突出，表現(xiàn)為煤巖體積增大、擴(kuò)容膨脹嚴(yán)重；煤巖體變形的沖擊性，表現(xiàn)為變形不是連續(xù)的、逐漸變化的，而是突然劇烈增加。高地應(yīng)力環(huán)境和煤巖體變形特征決定了深部圍巖控制將更加困難，由于錨索鋼絞線鋼性較大，為低松弛性鋼絞線，延伸率小，使得在大變形的圍巖條件下，難以與錨桿形成協(xié)調(diào)支護(hù)體系，圍巖突然劇烈的變形，往往會(huì)造成錨索的破斷，使其失去支護(hù)能力；另外，由于錨索抗剪切能力相對(duì)較弱，如頂板不平、孔口圍巖破壞或頂板巖層移動(dòng)等因素影響，將導(dǎo)致錨孔與頂板斜交，頂板不平，錨索將在孔口處受到額外的剪切應(yīng)力，嚴(yán)重影響錨索支護(hù)能力的發(fā)揮，很多錨索在孔口處破斷。因此，對(duì)于深井巷道支護(hù)用錨索錨具急需要在結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新，使其能夠適應(yīng)軸向大變形和緩解錨索徑向的剪切應(yīng)力。?

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有錨具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足，改善深井巷道的支護(hù)現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供一種收縮滑動(dòng)式變向錨具，當(dāng)圍巖發(fā)生較大的瞬間變形時(shí)，該錨索錨具能夠?qū)崿F(xiàn)沿鋼絞線軸向滑動(dòng)，從而緩解圍巖大變形帶來的沖擊；當(dāng)圍巖沿垂直鋼絞線方向發(fā)生移動(dòng)時(shí)，通過錨具結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)錨索中心線和錨環(huán)中心線之間的角度，降低孔口處巖層與錨具對(duì)鋼絞線的剪切應(yīng)力。?

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：本實(shí)用新型提供一種收縮滑動(dòng)式變向錨具，包括滑動(dòng)收縮環(huán)、弧面托盤、弧形錨環(huán)，其特征在于：滑動(dòng)收縮環(huán)、弧面托盤和弧形錨環(huán)中間設(shè)有通孔，鋼鉸線沿通孔穿過。?

所述滑動(dòng)收縮環(huán)由上托盤、彈性收縮環(huán)和下托盤組成，所述彈性收縮環(huán)柱體表面呈波浪狀。?

所述弧面托盤一端設(shè)為平面，與下托盤接觸，另一端設(shè)為弧面，與弧形錨環(huán)外弧面相接觸。?

所述弧形錨環(huán)一端呈弧面結(jié)構(gòu)，與弧面托盤接觸，弧面錨環(huán)內(nèi)部錐面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有錐形夾片。?

本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：收縮滑動(dòng)式變向錨具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，當(dāng)頂板變形下沉?xí)r，彈性收縮環(huán)受壓沿軸向變形收縮，滑動(dòng)收縮環(huán)整體沿鋼鉸線向外滑動(dòng)，一定程度上緩解了鋼鉸線軸向瞬間高應(yīng)力狀態(tài)，有利于預(yù)防鋼鉸線被拉斷，間接提高了錨索的延伸率，有利于實(shí)現(xiàn)與錨桿的協(xié)同變形，充分發(fā)揮錨桿、錨索支護(hù)的共同作用；當(dāng)被支護(hù)圍巖沿鋼絞線垂直方向移動(dòng)或巷道頂板發(fā)生近水平方向移動(dòng)時(shí)，弧形錨環(huán)能夠在弧面托盤上旋轉(zhuǎn)一定的角度，自動(dòng)調(diào)節(jié)減小鋼鉸線中心線與錨環(huán)中心線之間的角度，避免鋼鉸線在托盤和錨環(huán)接觸面處受到過高的剪切應(yīng)力而破損，延長(zhǎng)了錨索的工作壽命，提高了錨索利用率。因此，本實(shí)用新型提供的一種收縮滑動(dòng)式變向錨具基于現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)存在的問題，充分考慮了軸向和徑向兩個(gè)方面，使鋼鉸線在支護(hù)系統(tǒng)中的安全系數(shù)得到提高。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型收縮滑動(dòng)式變向錨具的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是本實(shí)用新型滑動(dòng)收縮環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型一種收縮滑動(dòng)式變向錨具的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)，下面結(jié)合具體的實(shí)施案例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。?

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種收縮滑動(dòng)式變向錨具，包括滑動(dòng)收縮環(huán)2、弧面托盤3、弧形錨環(huán)4、錐形夾片5；所述滑動(dòng)收縮環(huán)2由上托盤6、彈性收縮環(huán)7和下托盤8組成，如圖2所示，所述彈性收縮環(huán)7柱體表面呈波浪狀，且彈性收縮環(huán)7材料選擇非常關(guān)鍵，不僅有一定的強(qiáng)度，還應(yīng)有一定的韌性，當(dāng)圍巖變形嚴(yán)重時(shí)，能夠具有較好的緩沖功能，且不會(huì)破裂。上托盤6和下托盤8結(jié)構(gòu)相同，圓盤中心設(shè)有能夠通過鋼鉸線1的通孔，且上下托盤焊接在彈性收縮環(huán)7上形成滑動(dòng)收縮環(huán)2。?

本實(shí)施案例與常規(guī)錨索安裝方式類似，主要區(qū)別是在安裝弧面托盤3、弧形錨環(huán)4之前，需要在弧面托盤3上部安裝滑動(dòng)收縮環(huán)2，滑動(dòng)收縮環(huán)2高度設(shè)計(jì)為10cm-20cm，安裝時(shí)可根據(jù)圍巖變形情況考慮安裝滑動(dòng)收縮環(huán)2的組數(shù)，圍巖變形嚴(yán)重的巷道，可考慮安裝多個(gè)滑動(dòng)收縮環(huán)，以應(yīng)對(duì)圍巖大變形。當(dāng)圍巖變形沿鋼鉸線1軸線方向較大時(shí)，彈性收縮環(huán)2受壓沿軸向變形收縮，相當(dāng)于滑動(dòng)收縮環(huán)2整體沿鋼鉸線向外滑動(dòng)，一定程度上緩解了鋼鉸?線5軸向瞬間高應(yīng)力狀態(tài)，有利于預(yù)防鋼鉸線1被拉斷，間接提高了錨索的延伸率，有利于實(shí)現(xiàn)與錨桿的協(xié)同變形，充分發(fā)揮錨桿、錨索支護(hù)的共同作用；當(dāng)被支護(hù)圍巖沿鋼絞線1垂直方向移動(dòng)或巷道頂板發(fā)生近水平方向移動(dòng)時(shí)，弧形錨環(huán)4能夠在弧面托盤3上旋轉(zhuǎn)一定的角度，自動(dòng)調(diào)節(jié)減小鋼鉸線1中心線與弧形錨環(huán)4中心線之間的角度，避免鋼鉸線1在托盤和錨環(huán)接觸面處受到過高的剪切應(yīng)力而破損，延長(zhǎng)了錨索的工作壽命，提高了錨索利用率。因此，本實(shí)用新型提供的一種收縮滑動(dòng)式變向錨具，基于現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)存在的問題，充分考慮了軸向和徑向兩個(gè)方面，使鋼鉸線在支護(hù)系統(tǒng)中的安全系數(shù)得到提高。?