[實(shí)用新型]一種礦用間隔分布吸能式超長(zhǎng)組合錨桿

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320674600.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203559918U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛(ài)文;潘一山;李國(guó)臻;李忠華;閻海鵬;肖永惠;李祁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D21/00
• 分類號(hào): E21D21/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煤礦支護(hù)安全領(lǐng)域，具體涉及一種礦用間隔分布吸能式超長(zhǎng)組合錨桿。

背景技術(shù)

煤炭進(jìn)入深部開(kāi)采，巷道處于高地壓環(huán)境下呈現(xiàn)顯著的大變形特點(diǎn)，特別是厚煤層受采動(dòng)影響的采準(zhǔn)巷道及沖擊大變形巷道或軟巖大變形巷道，由于巷道空間狹小，錨桿長(zhǎng)度受限，普通錨桿錨固范圍小，無(wú)法控制錨固范圍外的深部圍巖變形，傳統(tǒng)的螺紋鋼錨桿剛度大，支護(hù)強(qiáng)度高，但延性小，抵抗變形能力差，無(wú)法適應(yīng)巷道大變形要求。如何解決沖擊大變形和軟巖大變形巷道圍巖支護(hù)穩(wěn)定成問(wèn)題成為亟待解決的重大難題。

目前，對(duì)于沖擊大變形或軟巖大變形巷道多采用吸能錨桿或超長(zhǎng)錨桿控制圍巖。吸能錨桿，如在專利申請(qǐng)?zhí)?01110332484公開(kāi)的一種剪切套管式讓壓錨桿、專利申請(qǐng)?zhí)?01210118241公開(kāi)的一種快速安裝高效吸能礦用錨桿等，該類錨桿多采用單一吸能結(jié)構(gòu)，吸能結(jié)構(gòu)位于錨桿尾端或首端，巷道圍巖變形能集中作用于單一吸能構(gòu)件處，當(dāng)變形能超過(guò)其吸能極限時(shí)，錨桿容易破斷失效。超長(zhǎng)錨桿，如在專利號(hào)201835847U公開(kāi)的一種超長(zhǎng)錨桿，在錨頭和錨尾之間設(shè)置有至少一個(gè)連接部，將錨頭和錨尾連接，該錨桿能夠控制深部圍巖變形并有效解決了由于巷道等空間不足而不能使用長(zhǎng)錨桿的問(wèn)題，但錨桿整體屬于剛性不具備吸能功能，對(duì)于大變形巷道存在調(diào)節(jié)變形量有限，不能允許大變形。采礦與安全工程學(xué)報(bào)(2009年，第4期)指出大變形巷道要求支護(hù)構(gòu)件必須同時(shí)具備高強(qiáng)度、大剛度和一定的柔度，保證支護(hù)系統(tǒng)的高強(qiáng)度支護(hù)與讓壓的雙強(qiáng)功能。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種控制圍巖范圍大，具備多點(diǎn)間隔分布式吸能功能，能夠有效引導(dǎo)控制能量的釋放和轉(zhuǎn)化，將高能量消耗在各剪切插銷的剪切破壞與各部位柔性連接構(gòu)件的拉伸變形過(guò)程中，能量消耗分散，某一處的吸能構(gòu)件斷裂破壞不影響其他部位的錨固效果，整根錨桿采用全長(zhǎng)注漿錨固，具備快速讓位和恒阻吸能功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作和施工方便的礦用間隔分布吸能式超長(zhǎng)組合錨桿。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種礦用間隔分布吸能式超長(zhǎng)組合錨桿，包括高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿、剪切吸能部件、柔性連接部件、薄壁塑料套管、金屬托盤、注漿管、止?jié){塞和預(yù)緊螺母，所述剪切吸能部件與柔性連接部件相連，所述高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿一端與剪切吸能部件相連，另一端與柔性連接部件相連，所述剪切吸能部件由滑動(dòng)圓筒、滑動(dòng)圓柱和剪切插銷組成，所述滑動(dòng)圓筒一端設(shè)有內(nèi)螺紋，另一端設(shè)有內(nèi)凸圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述滑動(dòng)圓柱一端設(shè)有外螺紋，另一端設(shè)有外凸圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，外凸圓臺(tái)結(jié)構(gòu)下部?jī)?nèi)設(shè)有與所述剪切插銷相配合的滑動(dòng)槽，所述薄壁塑料套管安裝在柔性連接部件的圓柱形桿體外部。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述柔性連接部件由延性較好的鋼材質(zhì)制成，兩端呈帶有內(nèi)螺紋的筒狀結(jié)構(gòu)，兩端筒狀結(jié)構(gòu)的外徑大于高強(qiáng)螺紋鋼錨桿直徑小于錨桿安裝鉆孔直徑，中間部位為圓柱形桿體，圓柱形桿體直徑等于或稍小于高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿直徑。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述剪切吸能部件與柔性連接部件的個(gè)數(shù)可結(jié)合超長(zhǎng)組合錨桿長(zhǎng)度及高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的長(zhǎng)度設(shè)定，所述連接構(gòu)件的長(zhǎng)度根據(jù)圍巖變形特征及吸能要求確定，所述柔性連接部件可單獨(dú)使用也可配合剪切吸能構(gòu)件使用。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述剪切插銷由金屬材質(zhì)制成，且剪切插銷的強(qiáng)度和布設(shè)間距可根據(jù)需要調(diào)整。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿長(zhǎng)度在1～2.4m之間。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述滑動(dòng)圓筒沿長(zhǎng)度方向間隔布設(shè)若干對(duì)圓形小孔，所述圓形小孔的孔徑尺寸與剪切插銷直徑相匹配。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿首尾兩端設(shè)有與所述柔性連接部件和剪切吸能部件相配合的外螺紋。

本實(shí)用新型一種礦用間隔分布吸能式超長(zhǎng)組合錨桿的有益效果是：利用剪切吸能部件與柔性連接部件將高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿連接，整根錨桿具有多點(diǎn)分布式快速讓位吸能功能，能夠有效引導(dǎo)控制能量的釋放和轉(zhuǎn)化，將高能量消耗在各剪切插銷的剪切破壞和各柔性連接構(gòu)件的拉伸變形過(guò)程中，有效抵御軟巖大變形或沖擊大變形的影響，保證巷道圍巖和支護(hù)體系的穩(wěn)定；由于采用全長(zhǎng)錨固，在保證支護(hù)系統(tǒng)整體強(qiáng)度的基礎(chǔ)上某一處的柔性連接構(gòu)件斷裂破壞不影響其他部位的錨固效果；超長(zhǎng)錨桿能夠控制更大范圍的圍巖變形破壞，特別適用于厚煤層采動(dòng)影響巷道及沖擊大變形巷道或大軟巖變形巷道，使用前，超長(zhǎng)錨桿處于解體狀態(tài)，使用時(shí)利用錨桿鉆機(jī)在鉆孔內(nèi)自動(dòng)逐根連接預(yù)緊，有效避免因巷道等空間小而不能使用超長(zhǎng)錨桿的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的一種礦用間隔分布吸能式超長(zhǎng)組合錨桿結(jié)構(gòu)示意圖；