[其他]脹楔式巖石錨桿

無效

• 申請號: 86201097
• 申請日: 1986-02-25
• 公開（公告）號: CN86201097U
• 公開（公告）日: 1987-02-04
• 發明（設計）人: 王志宏;明士祥
• 申請（專利權）人: 中國有色金屬工業總公司金川資源綜合利用和重有色金屬硫化礦富氧熔煉技術開發中心;金川有色金屬公司北京鋼鐵學院
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業總公司專利事務所
• 代理人: 張桂安

脹楔式巖石錨桿屬于礦井及其它巖體工程中“地層控制及支護”技術領域。是一種可用于深層支護的機械式高強度巖石錨桿。

目前仍廣泛使用的機械式錨桿是脹殼式巖石錨桿。它的頭部為脹殼式錨固結構，通常由一個圓錐形螺母（或帶楔形尾翼的圓錐螺母）與兩瓣或四瓣脹殼組成，各瓣脹殼之間從上端或下端用彈簧板條或一個推進圈連接起來，脹殼式巖石錨桿的桿體為兩頭或一頭帶螺紋的圓鋼桿件，錨桿的尾部有墊板與螺帽或制成大于桿體直徑的固定六角形尾端。

錨桿的性能主要取決于它的錨固結構。目前使用的脹殼式錨固結構中，各瓣脹殼與錐形螺母之間的接觸面積小或接觸不良，受力與擴張性能不好，錨固力低，受力過程中錨頭的滑移量大，故一般只用作承受較低載荷的短錨桿。

本實用新型的目的是為了克服上述脹殼式巖石錨桿的缺點而設計的。

本實用新型－－脹楔式巖石錨桿的頭部設計為三葉脹楔式錨固結構，如圖（1）所示的上半部分。該結構由圓柱三棱錐臺（1）（以下簡稱錐臺）、三塊互不牽連、各自獨立的楔片（2）、桿體（3）的前端和墊片（4）組成。脹楔式巖石錨桿的尾部采用凹球面墊板（5）與異形螺母（6）配合使用，以保證錨桿對圍巖表面有良好的支托性能。桿體的尾端被銑扁，以便安裝時旋轉桿體之用。脹楔式巖石錨桿的桿體可由分段接桿組成，各段桿件均由螺紋套管連接。分段接桿使錨桿的長度不受工程斷面大小的限制，便于在工程的不同位置使用不同長度的錨桿，也便于實現長錨桿的機械化作業安裝。

為了適應高強度的技術要求，脹楔式巖石錨桿各連接部件一律采用鋸齒形螺紋連接。

三葉脹楔式錨固結構各有關參數與技術性能同它所加固的巖石的性質要滿足下列關系式：

0＜tgα＜ (f₂-f₁)/(1+f₁+f₂) …………………………（1）

P≤ (3(f₁+tgα))/(1-f₁tgα) · (S)/(n) ·δ_R……………………（2）

式中：f₁－楔片（2）與錐臺（1）接觸面間的摩擦系數；

f₂－－楔片（2）與鉆孔壁巖石之間的摩擦系數；

α－－錐臺（1）與楔片（2）各自的斜面角（度）；

P－－設計要求的錨固力（kg）；

S－－一塊楔片與孔壁巖石的有效接觸面積（cm²）；

n－－安全系數，取1.5～2；

δ_R－巖石抵抗楔片擠壓的最大穩定法向應力（kg／cm²），由實驗確定。

算式（1）代表實現正常錨固的必要條件，滿足這一條件，楔片與鉆孔壁之間不產生軸向的相對移動，錨桿的極限錨固力與安裝予緊力無關。

算式（2）用以確定該三葉脹楔式錨固結構所在巖層中保持穩定工作狀態可以達到的錨固能力，是實現正常錨固的充分條件。

為了實現正常錨固，需要合適的鉆孔直徑。實際孔徑比錨固結構的最小安裝直徑大2～3毫米為宜。

脹楔式巖石錨桿有如下的性能特征：

1.用于加固較低強度的巖石，由實驗得出錨桿的極限錨固力與巖石材料的單軸抗壓強度之間為近似線性關系，如圖（2）所示。該線性關系可由下式表示：

Pultm＝180R＋2500…………………………（3）

式中：Pultm－－極限錨固力（kg）；

R－－巖石材料的單軸抗壓強度（kg／cm²）。

2.對中等強度巖石，測定單軸抗壓強度及保持穩定狀態的最大法向應力δ_R，由算式（2）確定該錨桿可以提供穩定工作狀態下的最大錨固力Pmax（t）列入表1。