[發明專利]雙級恒阻大變形錨固件

有效

• 申請號: 201710052970.X
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN107060851B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 陶志剛;呂謙;賴豪;休渴馨
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明提供一種雙級恒阻大變形錨固件，其包括：第一恒阻套筒，內壁呈楔形；第二恒阻套筒，位于所述第一恒阻套筒內部，內壁呈楔形；連接件，位于所述第二恒阻套筒內；第一恒阻體，呈楔形，細端固定于所述第二恒阻套筒的一端；第二恒阻體，呈楔形，細端固定于所述連接件的一端；楔形的所述第一恒阻套筒的內壁、第二恒阻套筒的內壁、第一恒阻體、第二恒阻體的延伸方向一致。本發明不但解決傳統的加長錨索套筒長度的問題，而且還可以使錨桿(索)更加短小靈活，大大提高工作效率的同時，也為工程運用提供更好的支護手段。

技術領域

本發明涉及復合材料結構組合和巖土工程支護相結合的技術領域，特征涉及一種針對巖土工程中的高應力、大變形巖體穩定性支護的雙級恒阻大變形錨固件。

背景技術

在深部開采條件下，高地壓、高地溫、高滲透壓以及開采擾動嚴重影響著地下巷道圍巖的穩定性。由于傳統小變形錨桿允許巷道圍巖的變形量一般均在200mm以下，傳統支護技術已經不能夠適應深部巷道圍巖非線性大變形破壞特征，因此，常出現因錨桿不能適應巷道圍巖大變形破壞而被拉斷失效的現象。隨著采深的不斷增加，各種工程災害日益增多，如礦井沖擊地壓和軟巖大變形等災害對深部資源的安全高效開采造成了巨大威脅。沖擊大變形是開采過程中誘發并伴有微震活動和彈性能突然釋放的煤巖體結構破壞過程。應用傳統錨桿支護的巷道遠不能夠抵抗巖爆產生的瞬時大變形沖擊荷載，從而出現了錨桿斷裂、巷道不同程度破壞的事故。

但是，在實際工程應用中，許多傳統小變形錨桿仍然在深部礦井中被廣泛應用于控制巖爆災害(如加拿大、瑞士等)，雖然這種錨桿能夠提供較高的支護阻力，但是由于缺少足夠的大變形量來應對圍巖的膨脹變形，而經常出現錨桿支護巷道多次返修、錨桿拉斷失效、鋼架扭曲變形、澆注混凝土開裂等破壞現象，不但提高了巷道維修成本，而且為深部工程埋下了安全隱患。

因此，隨著礦山開采深度的不斷增加，圍巖應力不斷加大，錨桿支護不僅需要考慮支護體系的強度問題，還需要考慮圍巖的變形量。在這種環境下，一種能夠在圍巖蠕變階段提供恒定工作阻力，并且具有良好的延伸量的新型錨桿孕育而生，稱為可延伸錨桿，也稱能量吸收錨桿。國外對可延伸錨桿的研究已經有近20年的歷史，中國在這方面的研究始于20世紀80年代初期。1995年，加拿大勞倫森大學的McCreath教授和Kaiser教授提出了能量吸收錨桿的設計原則，指出錨桿桿體要具有較大的伸長率(至少達到200～300mm)，并且伴隨著圍巖的變形具有滑移特性，主要被應用在受到瞬間荷載影響的地下工程圍巖支護體系中，如：巖爆、工程爆破等。

在各類可延伸錨桿中，第一代恒阻大變形錨固件(例如錨桿、錨索等)利用膨脹和摩擦使錨桿(索)產生恒阻力，其優點是錨桿(索)的恒阻力變大，缺點是不容易控制恒阻力的大小，當力值過大時容易使纜索破斷，導致錨桿(索)沒有達到使用效果之前而失靈，此外第一代錨索恒阻長度受到套筒的限制，也就是說套筒的長度就是恒阻力持續長度同時也是大變形的長度，如果加大套筒長度會使錨桿(索)不利于安裝且比較浪費材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙級恒阻大變形錨固件，以在不明顯改變現有技術的套筒長度的基礎上，使恒阻力值的長度變長，且增加錨桿(索)的變形長度。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種雙級恒阻大變形錨固件，其包括：第一恒阻套筒，內壁呈楔形；第二恒阻套筒，位于所述第一恒阻套筒內部，內壁呈楔形；連接件，位于所述第二恒阻套筒內；第一恒阻體，呈楔形，細端固定于所述第二恒阻套筒的一端；第二恒阻體，呈楔形，細端固定于所述連接件的一端；楔形的所述第一恒阻套筒的內壁、第二恒阻套筒的內壁、第一恒阻體、第二恒阻體的延伸方向一致。

優選地，所述第二恒阻套筒的設置所述第一恒阻體的一端固定有連接部，所述連接部上設有第一螺紋連接結構，所述第一恒阻體與所述連接部連接的一端設有第二螺紋連接結構，所述第一螺紋連接結構、第二螺紋連接結構連接。

優選地，所述第一螺紋連接結構為螺孔，所述第二螺紋連接結構為螺桿。