[發明專利]能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構

有效

• 申請號: 201410206614.5
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103967509A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 單仁亮;陶宇;孔祥松;黃博
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種巷道錨管索支護技術，尤其涉及一種能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構。

背景技術

樹脂端部錨固錨索是利用樹脂藥卷對錨索的端部進行錨固的一類錨索。由于此種錨索的自由端沒有與圍巖很好的直接發生作用，所以影響了整條錨索的利用率，并且當圍巖發生橫向較大位移變形時，巷道圍巖巖層錯動處的錨索易發生剪切破壞，此處受到的橫向剪切力沒有均勻地分配到一定長度的錨索上，并且由于錨索的結構特點，其對圍巖的橫向約束作用效果不明顯。

雖然巷道錨桿(索)支護技術日趨成熟，但是在高應力軟弱圍巖巷道支護中，仍然存在圍巖變形過大，錨桿錨索剪斷、拉斷等現象的出現。

發明內容

本發明的目的是提供一種能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構，該結構對巷道圍巖支護作用效果明顯，尤其對抵抗巷道圍巖沿該構件橫向變形作用效果顯著。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構，在圍巖上打孔后，將孔靠近外端的部分進行擴孔，在擴孔的部位安裝開縫鋼管，在孔的內部及開縫鋼管內安裝樹脂端部錨固錨索。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構，由于采用開縫鋼管與樹脂端部錨固錨索配合，對巷道圍巖支護作用效果明顯，尤其對抵抗巷道圍巖沿該構件橫向變形作用效果顯著。適用于高應力、軟弱、破碎且橫向變形較大的層狀巖層圍巖的巷道或隧道。

附圖說明

圖1a為本發明實施例中開縫鋼管的結構示意圖；

圖1b為圖1a的I－I向示意圖；

圖2為本發明實施例的能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構的示意圖。

圖中：1—開縫鋼管管體，2—開縫鋼管管縫，3—開縫鋼管頭端，4—開縫鋼管尾端，5—樹脂端部錨固錨索，6—巷道圍巖，7—錨索鎖具，8—錨索托盤。

具體實施方式

下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。

本發明的能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構，其較佳的具體實施方式是：

在圍巖上打孔后，將孔靠近外端的部分進行擴孔，在擴孔的部位安裝開縫鋼管，在孔的內部及開縫鋼管內安裝樹脂端部錨固錨索。

所述開縫鋼管沿縱向開全縫。

所述開縫鋼管的頭端設置縮口。

所述開縫鋼管采用16Mn鋼制作，其尾端外徑為33mm、頭端外徑為29mm、長度為1.2～2.5m、縫寬為12mm、壁厚為1.5mm。

所述樹脂端部錨固錨索的直徑為21.6mm、長度為7～10m。

所述樹脂端部錨固錨索的外端設有錨索鎖具和錨索托盤。

如圖1a、1b所示，開縫鋼管是指在鋼管壁上開有一定寬度縫隙的一類鋼管。當此類鋼管受到外力對其產生擠壓作用時，鋼管會在其徑向發生變形，從而抵抗外力的作用。開縫鋼管具有抗彎性能強，橫向抗剪切力大，彈塑性變形性能好，不易折斷等特點。

本發明的能承擔橫向剪切力的錨管索支護結構，利用開縫鋼管的上述特點，該結構對巷道圍巖支護作用效果明顯，尤其對抵抗巷道圍巖沿該構件橫向變形作用效果顯著?？梢院艽蟪潭壬显鰪娤锏赖恼w支護效果，提高巷道圍巖整體的穩定性。

煤礦巷道開掘后，利用該構件對巷道圍巖進行支護，由于開縫鋼管與圍巖內壁緊緊接觸，所以當圍巖沿該構件軸向變形時開縫鋼管對圍巖產生強大的摩擦錨固力，開縫鋼管和樹脂端部錨固錨索同時對巷道圍巖施加軸向力，此時開縫鋼管和樹脂端部錨固錨索實現力的耦合作用，共同阻止圍巖的徑向變形，當巷道頂板巖層發生錯動時，開縫鋼管受到圍巖對其的剪切力，由于樹脂端部錨固錨索置于開縫鋼管內部且它們之間存在一定間隙，所以開縫鋼管對錨索起到間接的保護作用。

隨著時間的推移，巷道圍巖變形量越來越大，該構件受到圍巖對其越來越大的擠壓力，開縫鋼管與錨索之間的空隙將變的越來越小，最后，當開縫鋼管管體變形達到其允許的最大值時，開縫鋼管內壁恰好將錨索裹緊，此時，因為錨索在開縫鋼管管體內，所以即使該組合構件受到很大圍壓時，開縫鋼管也不會發生破壞，該構件仍對巷道圍巖具有支護作用，而且隨著圍壓的增大，管體軸向支護能力將變的更強。與此同時，由于開縫鋼管將樹脂端部錨固錨索裹緊，實現管索一體化，所以當巷道圍巖橫向巖層有繼續錯動的趨勢時，錨索與開縫鋼管將共同發揮它們各自的抗剪性能，此時該構件的抗剪強度明顯高于單根錨索。