[發明專利]用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置及其操作方法

在審

• 申請號: 201510837787.1
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105370303A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 袁越;劉迅;王衛軍;朱永建
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D20/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及一種錨桿支護的張拉裝置，尤其涉及一種用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置及其操作方法。

背景技術

隨著煤炭資源開發由淺部向深部逐漸發展，巷道、硐室等深部地下工程所賦存的地質力學環境變得愈為復雜，圍巖的變形也普遍較大，甚至發生大面積冒頂、垮落、折幫等災害性破壞，在這種困難條件下，高預應力錨桿支護技術為深部地下工程圍巖的穩定性控制提供了一種有效的途徑，并在國內得到了較為廣泛的應用。高預應力錨桿支護技術對深部工程圍巖大變形控制的主要機理是通過對高強錨桿施加較高的預應力，進而促使圍巖處于受壓狀態，改善圍巖的應力分布，最大限度的保護錨固區圍巖的完整性，提高圍巖的整體強度和穩定性，并抑制錨固區圍巖撓曲、離層、滑動等不連續性變形破壞。為了保證深部巷道取得較好的支護效果，錨桿系統的剛度十分重要，其中，能否根據支護設計高效準確的施加高預應力值起著決定性作用。

然而，目前深部巷道工程錨桿預應力的施加主要采用普通錨桿鉆機、人工扳手扭壓螺母或是專門的錨桿安裝機來實現，但這些錨桿預應力的施加方法存在諸多缺陷，其一是設備能力和人員操作的局限性，使得施加的預應力水平偏低，不能達到支護設計值，嚴重影響支護質量及圍巖控制效果；其二是雖然安裝設備能夠提供較高或是更高的預應力，但是在控制施加值的準確度方面仍存不足，容易造成所施加的預應力遠高于設計預定值，引起錨桿的損傷甚至破斷，從而令支護效果大打折扣。其三是高預應力的施加效率還不夠高，影響巷道工程施工的進度。由此可見，現有的錨桿預應力施加設備和方法難以滿足深部大變形巷道支護工程的需求，為確保圍巖的控制效果及實現深部地下工程高效掘進的目標，在深部巷道高預應力錨桿支護技術的現場實施過程中急需一種能夠快速準確提供高預應力的裝置。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、用于深部巷道高預應力錨桿支護的拉張裝置及其操作方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：一種用于深部巷道高預應力錨桿支護的拉張裝置，包括液壓油泵、液壓千斤頂、連接件、螺母緊固裝置；所述液壓油泵通過液壓管與液壓千斤頂相連，所述液壓千斤頂由缸筒、活塞和活塞桿組成，所述活塞桿外端通過連接件與所述錨桿尾部連接；螺母緊固裝置套裝于錨桿尾部的螺母上。

上述的用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置中，還包括三腳支架，所述的三腳支架由用于固定及承受所述液壓千斤頂載荷的承載圓盤和三條支腿構成，所述三條支腿的一端等間距焊接在所述承載圓盤上，所述三條支腿的另外一端與巷道圍巖緊密接觸，所述承載圓盤的中心設有一個圓孔。

上述的用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置中，所述的連接件為一上下對稱裝置，包括鎖座、鎖塞，鎖塞被置于鎖座的上下錐形凹槽內，鎖塞為一錐形體，底面為一弧形螺紋面，與錨桿尾部的螺紋齒合，鎖塞的側面設有手柄。

上述的用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置中，所述的連接件包括連接套及銷釘，所述連接套的一端內部有螺紋，與所述錨桿尾部螺紋連接，另一端直接套入外端留設有圓孔的活塞桿，并用銷釘進行連接。

上述的用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置中，所述的螺母緊固裝置包括大齒輪、小齒輪、馬達，大齒輪與小齒輪齒接，馬達輸出軸與大齒輪軸固定連接，小齒輪的軸為中空六方軸，可套入緊固螺母。

一種用于深部巷道高預應力錨桿支護的張拉裝置的操作方法，包括如下步驟：

采用錨桿鉆機在預設點位鉆出錨桿鉆孔；

將樹脂錨固劑塞入錨桿孔口，用錨桿頭部頂住樹脂錨固劑尾部，推動錨桿使樹脂錨固劑沉入孔底；將錨桿鉆機與錨桿尾部連接，旋轉錨桿以攪拌錨固劑，等待錨固劑凝固后，卸下錨桿鉆機。

在錨桿外露端套上錨桿托盤，用手將緊固螺母旋進錨桿尾部的滾絲段，使之與托盤接觸，并采用扳手進一步的擰緊，進行初始預緊；

將螺母緊固裝置套在錨桿尾部的緊固螺母上，然后安裝三腳支架，使三腳支架底部與圍巖緊密接觸，將液壓千斤頂緊固于三腳支架的承載圓盤上，連接好液壓油泵與液壓千斤頂，開啟油泵控制千斤頂活塞桿到合適的位置，用連接件將其與錨桿尾部外露端連接；

開啟液壓油泵，使液壓千斤頂的活塞桿往缸筒內回縮，在千斤頂的拉伸作用下，將在錨桿軸向產生張拉預應力，錨桿逐漸向孔外移動，并且緊固螺母與錨桿托盤之間形成一定的間隙；在此過程中隨時觀察壓力數字顯示裝置，當加載到預定的預應力時，停止油泵進油，啟動馬達，驅動螺母緊固裝置的齒輪旋轉，快速將緊固螺母擰緊。

本發明的有益效果是：