CN103953375A - 一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆 - Google Patents

Abstract

一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，属于矿山及工程巷道支护技术领域。本发明的杆体采用模块化组合式结构，杆体包括弹性模块、阻尼模块、搅拌模块及圆钢连接杆，杆体从上自下由顶端圆钢连接杆、弹性模块、阻尼模块及搅拌模块串联而成。本发明结构简单，安装方便，其弹性模块可以给予围岩一定的弹性变形，并对围岩起到一定的让压作用，随着开挖扰动及其诱发的围岩应力逐步释放，其弹性模块的让压已经不能满足其大变形的要求，此时阻尼模块能够在树脂锚固剂中产生一定的滑移，进而产生阻尼作用，有效的消耗了延性变形产生的积聚能量，并将积聚的能量逐步释放，进而允许整个支护***产生一定的大变形，保证了巷道的安全性。

Description

一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆

技术领域

本发明属于矿山及工程巷道支护技术领域，特别是涉及一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆。

背景技术

锚杆是巷道支护中应用最广泛且使用量最多的支护设备之一，因其具有显著的技术优越性和经济优越性。

然而随着矿山开采深度的不断增加，巷道围岩也会受到相应的高应力集中的影响，在高应力作用下，巷道围岩会产生岩片剥落和岩块弹射，严重时会产生剧烈的岩爆现象。而传统的锚杆支护在高应力作用下，由于自身的延伸率不高，在围岩变形过程中，传统锚杆容易产生变形进而失去锚固力。以螺纹钢树脂锚杆为例，因其具有高强预应力作用，且能够提高围岩的抗剪能力而被广泛使用，但是缺点也非常明显，在锚杆自身高强度特征下，杆体只能够产生小位移变形，且阻尼作用小，一旦岩爆发生时，锚杆很容易被破坏，而不能有效的使岩爆过程中产生的能量被释放。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、安装方便、具有弹性让压功能、阻尼作用大及具有大变形功能的的组合式锚杆。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，包括螺母、垫圈、托板及杆体，所述螺母、垫圈及托板依次套装在杆体上端部；所述杆体采用模块化组合式结构，杆体包括弹性模块、阻尼模块、搅拌模块及圆钢连接杆，所述弹性模块、阻尼模块及圆钢连接杆数量若干；所述杆体上端为圆钢连接杆，杆体下端为搅拌模块，所述顶端圆钢连接杆与弹性模块相连，弹性模块与阻尼模块相连，阻尼模块与搅拌模块相连。

所述弹性模块采用圆钢材料，弹性模块一端设置为外螺纹，弹性模块另一端设置为内螺纹，在弹性模块杆体上设置有若干弯曲段。

所述若干弯曲段的弯曲方向不全相同。

所述阻尼模块采用圆钢材料，阻尼模块一端设置为外螺纹，阻尼模块另一端设置为内螺纹，在阻尼模块杆体上设置有若干压扁段。

所述若干压扁段的压扁方向不全相同。

所述搅拌模块设置为锥形体结构，搅拌模块上端设置为内螺纹，搅拌模块下端设置有搅拌叶。

所述圆钢连接杆设置为两种，第一种圆钢连接杆一端设置为外螺纹，另一端设置为内螺纹；第二种圆钢连接杆两端均设置为外螺纹。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，结构简单，安装方便，同时采用模块化组合式结构，其弹性模块可以给予围岩一定的弹性变形，并对围岩起到一定的让压作用，随着开挖扰动及其诱发的围岩应力逐步释放，其弹性模块的让压已经不能满足其大变形的要求，此时阻尼模块能够在树脂锚固剂中产生一定的滑移，进而产生阻尼作用，有效的消耗了延性变形产生的积聚能量，并将积聚的能量逐步释放，进而允许整个支护***产生一定的大变形，保证了巷道的安全性。

附图说明

图1为本发明的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆结构示意图；

图2为本发明的弹性模块结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明的阻尼模块结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为本发明的搅拌模块结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图中，1—螺母，2—垫圈，3—托板，4—弹性模块，5—阻尼模块，6—搅拌模块，7—圆钢连接杆，8—弯曲段，9—压扁段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，包括螺母1、垫圈2、托板3及杆体，所述螺母1、垫圈2及托板3依次套装在杆体上端部；所述杆体采用模块化组合式结构，杆体包括弹性模块4、阻尼模块5、搅拌模块6及圆钢连接杆7，所述弹性模块4、阻尼模块5及圆钢连接杆7数量若干；所述杆体上端为圆钢连接杆7，杆体下端为搅拌模块6，所述顶端圆钢连接杆7与弹性模块4相连，弹性模块4与阻尼模块5相连，阻尼模块5与搅拌模块6相连。

所述弹性模块4采用圆钢材料，弹性模块4一端设置为外螺纹，弹性模块4另一端设置为内螺纹，在弹性模块4杆体上设置有若干弯曲段8。

所述若干弯曲段8的弯曲方向不全相同，本实施例中相邻弯曲段的弯曲方向相差90°。

所述阻尼模块5采用圆钢材料，阻尼模块5一端设置为外螺纹，阻尼模块5另一端设置为内螺纹，在阻尼模块5杆体上设置有若干压扁段9。

所述若干压扁段9的压扁方向不全相同，本实施例中相邻压扁段的压扁方向相差90°。

所述搅拌模块6设置为锥形体结构，搅拌模块6上端设置为内螺纹，搅拌模块6下端设置有搅拌叶。

所述圆钢连接杆7设置为两种，第一种圆钢连接杆7一端设置为外螺纹，另一端设置为内螺纹；第二种圆钢连接杆7两端均设置为外螺纹。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

本实施例为对某一处矿山巷道进行锚杆支护作业，如图1所示，在巷道内组装本发明的锚杆，根据巷道的地压显现情况，并决定锚杆的组合方式。

应用于本实施例巷道的锚杆包括螺母1一个、垫圈2一个、托板3一块、第一种圆钢连接杆7两根、第二种圆钢连接杆7一根、弹性模块4一个、阻尼模块5两个及搅拌模块6一个。

首先选取一根第一种圆钢连接杆7，将第一种圆钢连接杆7的内螺纹与弹性模块4的外螺纹相连接，再将弹性模块4的内螺纹与另一根第一种圆钢连接杆7的外螺纹相连接，然后将其内螺纹与一个阻尼模块5的外螺纹相连接，再连接第二个阻尼模块5，最后通过第二种圆钢连接杆7将第二个阻尼模块5与搅拌模块6相连接，此时杆体部分组装完成。

将杆体送入锚杆孔之前，需要在锚杆孔内装入树脂药卷，然后再将杆体缓慢送入锚杆孔内，使搅拌模块6与树脂药卷充分接触，此时将杆体上端与锚杆安装机相连，启动锚杆安装机，通过锚杆安装机带动搅拌模块6搅拌树脂药卷，直到树脂药卷被充分搅拌均匀，此时两个阻尼模块5完全被包裹在搅拌均匀的树脂药卷内，而弹性模块4则位于树脂药卷上侧并裸露在锚杆孔内，等到树脂药卷完全凝固后，依次将托板3、垫圈2及螺母1安装到杆体上端，最后用风动扳手将螺母1紧固，此时锚杆全部安装完毕。

本发明的锚杆能够根据实际巷道围岩地压情况，灵活决定弹性模块4和阻尼模块5的数量，且圆钢连接杆7的长度也可灵活选取。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，包括螺母、垫圈、托板及杆体，所述螺母、垫圈及托板依次套装在杆体上端部；其特征在于：所述杆体采用模块化组合式结构，杆体包括弹性模块、阻尼模块、搅拌模块及圆钢连接杆，所述弹性模块、阻尼模块及圆钢连接杆数量若干；所述杆体上端为圆钢连接杆，杆体下端为搅拌模块，所述顶端圆钢连接杆与弹性模块相连，弹性模块与阻尼模块相连，阻尼模块与搅拌模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，其特征在于：所述弹性模块采用圆钢材料，弹性模块一端设置为外螺纹，弹性模块另一端设置为内螺纹，在弹性模块杆体上设置有若干弯曲段。

3.根据权利要求2所述的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，其特征在于：所述若干弯曲段的弯曲方向不全相同。

4.根据权利要求1所述的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，其特征在于：所述阻尼模块采用圆钢材料，阻尼模块一端设置为外螺纹，阻尼模块另一端设置为内螺纹，在阻尼模块杆体上设置有若干压扁段。

5.根据权利要求4所述的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，其特征在于：所述若干压扁段的压扁方向不全相同。

6.根据权利要求1所述的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，其特征在于：所述搅拌模块设置为锥形体结构，搅拌模块上端设置为内螺纹，搅拌模块下端设置有搅拌叶。

7.根据权利要求1所述的一种具有弹性让压及大阻尼特性的组合式锚杆，其特征在于：所述圆钢连接杆设置为两种，第一种圆钢连接杆一端设置为外螺纹，另一端设置为内螺纹；第二种圆钢连接杆两端均设置为外螺纹。