[實用新型]鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821808434.4
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN208950617U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖同強;李寶富;許磊;王祖洸;李化敏;陳恒光;尹士花;王子林
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

本實用新型公開了鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索，包括錨固段、第一自由段、鋼管水泥砂漿段、第二自由段、錨索附件以及注漿聯(lián)接頭。所述鋼管水泥砂漿段由空心鋼管、穿過空心鋼管的索體以及充填于鋼管內(nèi)的固結(jié)水泥砂漿組成；所述空心鋼管兩端設(shè)置的瓦片式鎖具可以將空心鋼管兩端的索體鎖緊，形成封閉的水泥砂漿注漿空間；所述空心鋼管的后端設(shè)置有排氣孔；所述錨索的索體中心部位設(shè)置有注漿管，注漿管延伸至水泥砂漿注漿空間內(nèi)；本實用新型通過在錨索索體中間增加鋼管水泥砂漿結(jié)構(gòu)可以提高索體應(yīng)力集中段的抗拉強度和抗剪強度，有效解決錨索支護(hù)中“索體局部應(yīng)力集中、鋼絞線被各個擊破而破斷”的技術(shù)難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于礦山支護(hù)工程錨索支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索。

背景技術(shù)

在煤礦巷道支護(hù)工程中，錨索支護(hù)是頂板支護(hù)的常用形式。煤礦常用的錨索是7股或19股的鋼絞線結(jié)構(gòu)，常用的錨索直徑為15.2mm、17.8mm、20mm、22mm。與錨桿支護(hù)相比，錨索具有強度大、長度大的優(yōu)點，錨索能夠錨固到頂板深部穩(wěn)定巖層中，因此錨索支護(hù)對頂板穩(wěn)定性控制具有顯著成效。但是，隨著煤炭資源的逐步開采，巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境逐漸惡化，在大變形巷道、軟弱圍巖巷道及高應(yīng)力動壓巷道中，錨索破斷問題日益凸顯。在一些復(fù)雜困難條件下，一些直徑22mm的高強錨索甚至也出現(xiàn)了破斷。現(xiàn)場觀測表明，錨索破斷的位置均出現(xiàn)靠近孔口的前1/3段，或者剪切錯動的巖層的層理面處；由斷口形態(tài)來看，錨索是在“剪破壞和拉破壞”共同作用下的破斷。究其原因，當(dāng)前錨索支護(hù)主要存在“局部應(yīng)力集中、鋼絞線在拉剪作用下被各個擊破而逐根（股）破斷”的技術(shù)難題，如何提高錨索應(yīng)力集中段的抗拉強度、抗剪強度以及鋼絞線的整體性，成為解決錨索破斷的關(guān)鍵問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索，旨在通過在錨索的索體中間增加鋼管水泥砂漿結(jié)構(gòu)以此提高此段索體的抗拉強度和抗剪強度，從而有效解決錨索支護(hù)中存在的“索體局部應(yīng)力集中、鋼絞線被各個擊破而逐根（股）破斷”的技術(shù)難題。同時，所述錨索可以施加較大預(yù)應(yīng)力而實現(xiàn)對巖層的主動支護(hù)，并能夠通過水泥砂漿包裹防止高應(yīng)力索體的銹蝕破斷。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索，包括由后向前依次通過索體串聯(lián)起來的錨固段、鋼管水泥砂漿段和錨索附件；錨固段和鋼管水泥砂漿段之間的索體部分為第一自由段，鋼管水泥砂漿段和錨索附件之間的索體部分為第二自由段，索體前端設(shè)置有注漿聯(lián)接頭；

所述鋼管水泥砂漿段包括空心鋼管，索體穿過空心鋼管并與空心鋼管同軸線設(shè)置，空心鋼管前后兩端均設(shè)置有將空心鋼管與索體鎖為一體的瓦片式鎖具，空心鋼管后側(cè)部開設(shè)有排氣孔，空心鋼管、瓦片式鎖具以及索體之間形成封閉的水泥砂漿注漿空間，索體的中心部位設(shè)置有注漿管，注漿管后端伸至水泥砂漿注漿空間內(nèi)，注漿管前端與注漿聯(lián)接頭連接；水泥砂漿注漿空間內(nèi)填充有水泥砂漿。

所述鋼管水泥砂漿段位于錨索的前1/3段或者易于發(fā)生剪切破斷的索體段；所述錨固段采用樹脂錨固劑錨固。

錨索附件包括托盤和錨尾鎖具。

采用上述技術(shù)方案，所述鋼管水泥砂漿段的段數(shù)及位置由易于發(fā)生拉剪破斷的索體的段數(shù)及位置決定。鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索的支護(hù)方法，包括以下施工步驟：

（1）按照所需加固巖層的地質(zhì)力學(xué)條件，確定鋼管水泥砂漿預(yù)應(yīng)力錨索的強度及尺寸、鋼管水泥砂漿段的位置、預(yù)緊力、錨固長度、間排距支護(hù)參數(shù)；

（2）按照確定的支護(hù)參數(shù)在所需加固巖層內(nèi)打設(shè)錨索孔，錨索孔直徑大于索體直徑10～16mm，錨索孔直徑并且大于空心鋼管外徑4～8mm；錨索孔直徑和空心鋼管外徑根據(jù)實際生產(chǎn)條件適當(dāng)調(diào)整；

（3）將索體穿過空心鋼管、瓦片式鎖具并在設(shè)計位置處組裝起來形成封閉的水泥砂漿注漿空間，并用索體前端將樹脂錨固劑送入錨索孔底部，并采用鉆機(jī)帶動索體旋轉(zhuǎn)充分?jǐn)嚢铇渲^固劑，待錨固劑固化后形成錨固段；