CN110331999A - 一种自动泄压式注浆锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动泄压式注浆锚杆，锚杆体外滑动密封套装有间隔设置在锚杆头后方的锚定滑套，锚定滑套的内壁上开设有锚定穿孔，锚定穿孔内滑动安装有与孔壁密封配合的锚定滑块，锚定穿孔的外端孔口阻挡安装有可碎挡片；锚杆体的外周上凸设有朝前且与环槽的槽底密封配合的台肩，台肩的台阶面和环槽的前侧槽壁之间存在环形间隔空间，并且在锚杆体上开设有与所述环形间隔空间相通的径向穿孔；锚定滑套的顶部设有可弹性收张的弹爪，弹爪的后部设有在内壁上凸起的梯形锁块，梯形锁块嵌入锚杆体顶部开设的注浆长孔中。省去了原先的调整锚杆锚定状态的步骤，从而减少了施工过程中工人的劳动强度，提高了锚固效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚杆，具体尤其涉及一种自动泄压式注浆锚杆，主要应用于岩土工程技术领域。
背景技术
随着全球矿产资源开采深度的不断增加，各种工程地质灾害日益增多，如矿井冲击地压和软岩大变形等灾害对深部资源的安全高效开采造成了巨大威胁。应用传统锚杆支护的巷道远不能抵抗岩爆产生的瞬时大变形冲击荷载，从而出现锚杆断裂、巷道损坏的事故。目前，在地下工程支护中，通常借助锚杆将软弱的巷道顶板悬吊于上层稳定岩层中，工程中锚杆端头的锚固多采用树脂锚固剂，但随着巷道服务年限的增长，锚固端失效的问题时有发生，而一旦锚固剂失效，锚杆就失去了作用，将造成巨大的生命、财产损失，因此极需一种能够增强端头锚固的锚杆。
在先专利申请中涉及一种了自动泄压式注浆锚杆，如图1所示，该注浆锚杆主要由锚杆头1、锚杆体2、套管3、楔形刚块体4、滑块体5、钢片6、注浆孔7、橡胶垫8、止浆塞9、垫板10、垫片11、大螺母12、小螺母13、弹簧14、堵浆塞15组成，锚杆体2内部中空，锚杆体2上部设有注浆孔7，锚杆体2中部设有锯齿形凸起，锚杆体2外部安装有滑块体5、套管3，锚杆体2前端通过螺纹连接锚杆头1，锚杆体2末端用小螺母13、弹簧14、垫片11紧固套管3，滑块体5通过钢片6连接楔形刚块体4，套管3通过螺纹连接上下两部分，套管3末端用大螺母12紧固垫板10。通过锚杆体2对套管3 加压，致使锚杆头1挤压楔形刚块体4，从而使楔形刚块体4对钻孔内壁形成挤压作用，增强了锚固效果。上套管3通过切削锚杆体2锯齿形凸起对锚杆体2进行泄压，避免锚杆体2被拉断。
但是，上述自动泄压式注浆锚杆在使用时，须分为初始锚固和注浆锚固两个阶段，且前者须人工操作锚杆体和套管完成，这样在遇到锚点较多的作业面上，工作人员的劳动强度将急剧增大，导致锚固施工出现费时费力的问题。
另外，因注浆孔始终暴露在外，所以在施工过程中，钻孔中遗留的尘土会进入注浆孔中，导致注浆孔堵塞，影响在后注浆的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工方便的自动泄压式注浆锚杆，其技术方案如下：
自动泄压式注浆锚杆，包括空心的锚杆体及其前端连接的锚杆头，锚杆体外滑动密封套装有间隔设置在锚杆头后方的锚定滑套，锚定滑套的内壁上开设有位于底部的环槽，环槽的槽底开设有贯通锚定滑套的锚定穿孔，锚定穿孔内滑动安装有与孔壁密封配合的锚定滑块，锚定穿孔的外端孔口阻挡安装有可锚定滑块外端伸出时被压碎的可碎挡片；锚杆体的外周上凸设有朝前且与环槽的槽底密封配合的台肩，台肩的台阶面和环槽的前侧槽壁之间存在环形间隔空间，并且在锚杆体上开设有与所述环形间隔空间相通的径向穿孔；锚定滑套的顶部设有可弹性收张的弹爪，弹爪的后部设有在内壁上凸起的梯形锁块，梯形锁块嵌入锚杆体顶部开设的注浆长孔中。
作为本发明第一种优选方案，锚定穿孔为外小内大的台阶孔，锚定滑块具有可从锚定穿孔小端伸出的小段和密封滑动安装在锚定穿孔大端内的大段，小段的端部设有直面朝上的锯齿，大端的端部抵顶安装有位于锚定穿孔内的弹簧。
作为本发明第二种优选方案，锚定穿孔的大端孔口螺纹连接有抵顶在弹簧端部的弹簧挡圈。
作为本发明第三种优选方案，可碎挡片为玻璃片或塑料片。
作为本发明第四种优选方案，台肩的台阶面为倾斜向后的斜面。
作为本发明第五种优选方案，锚杆头的后端和锚定滑套的前端是相互吻合适配的锥面。
作为本发明第六种优选方案，锚定滑套的内壁上还设有位于锚定穿孔和弹爪之间的前后眼神的封闭长槽，封闭长槽后部固定有锁块，锁块的内侧设有锯齿形的动锁齿；封闭长槽的前部设有位于锚杆体外周上的锯齿形的定锁齿，定锁齿可与动锁齿咬合而阻止锚定滑套相对于锚杆体后移。
本发明的有益效果如下：通过锚杆体内砂浆对锚定滑套加压，致使锚定滑套前移，锚定滑套上的锚定滑块可压碎可碎挡片而从锚定穿孔中穿出，初始锚定在钻孔的孔壁上，同时随着锚定滑套的下行，弹爪从注浆长孔中脱出，一方面可实现锚杆在钻孔内锚定，另一方面可直接开始注浆，也就是省去了原先的调整锚杆锚定状态的步骤，从而减少了施工过程中工人的劳动强度，提高了锚固效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图；
图1是在先申请中自动泄压式注浆锚杆的结构示意图；
图2是本发明自动泄压式注浆锚杆的结构示意图；
图3是图2中A处局部放大图；
图4是图2中B处局部放大图。
附图标记：1-锚杆头、2-锚杆体、3-套管、4-楔形刚块体、5-滑块体、6-钢片、7-注浆孔、8-橡胶垫、9-止浆塞、10-垫板、11-垫片、12- 大螺母、13-小螺母、14-弹簧、15-堵浆塞、16-上套管、17-下套管；
101-锚杆头、102-锚杆体、103-锚定滑套、104-锚定滑块、105-可碎挡片、106-螺钉、107-弹簧、108-弹簧挡圈、109-止浆塞、110-垫板、 120-锁定螺母、130-堵浆塞、121-径向穿孔、122-注浆长孔、123-台肩、 124-定锁齿、131-锚定穿孔、132-环形间隔空间、133-封闭长槽、134- 锁块、135-弹爪、136-梯形锁块。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
参见图1，示出了本实施例中自动泄压式注浆锚杆的结构，其主要由锚杆头101、锚杆体102、锚定滑套103、锚定滑块104、可碎挡片105、螺钉106、弹簧107、弹簧挡圈108、止浆塞109、垫板110、锁定螺母120和堵浆塞130构成。锚杆头101固定在锚杆体102前端，锚定滑套103滑动密封套装在锚杆体102上，并且锚定滑套103位间隔设置在锚杆头101后方，锚定滑块104、可碎挡片105、螺钉106、弹簧107和弹簧挡圈108以成组的方式安装在锚杆体102上，止浆塞 109和垫板110套装在锚杆体102上并通过锁定螺母120压紧在钻孔的孔口上，堵浆塞130堵塞固定在锚杆体102后端口上。
锚杆体102为内部中空的套管形，锚杆体102的前部设有径向穿孔121，径向穿孔121有多个并在圆周方向均布；锚杆体102后部设有注浆长孔122，注浆长孔122也有多个，在圆周方向均布，但注浆长孔122的数量一般应少于径向穿孔121。注浆长孔122为腰形长孔状。锚杆体102的前部还设有紧邻在径向长孔之后的台肩123，台肩 123的台阶面为朝后倾斜的斜面。锚杆体102的外壁上还设有位于台肩123和注浆长孔122之间的锯齿形的定锁齿124。
锚杆头101呈倒圆台形，内部中空，通过螺纹连接锚杆体102，锚杆头101表面光滑，方便锚定滑块104进行对中，致使锚定滑块 104上的锚定机构可均匀的施压在钻孔的孔壁上，增强锚杆与岩体的锚固效果。
锚定滑套103也是套管形，锚定滑套103上设有自上而下依次分布的注浆结构、锁止泄压结构和锚定结构。
参见图2，示出了本实施例中自动泄压式注浆锚杆的锚定结构。锚定滑套103的内壁上开设有位于底部的环槽，环槽的槽底开设有贯通锚定滑套103且外小内大的锚定穿孔131，锚定穿孔131内滑动安装与孔壁密封配合的锚定滑块104，可碎挡片105的边缘通过螺钉106 固定在锚杆体102的外壁上，并且可碎挡片105堵塞在锚定穿孔131 的外端孔口上而与锚定滑块104的外端抵顶配合。环槽的前侧槽壁和台肩123的台阶面之间存在环形间隔空间132，该环形间隔空间132 与锚杆本体上的径向穿孔121相通。锚杆头101的后端和锚定滑套 103的前端是相互吻合适配的锥面。
参见图3，示出了本实施例中自动泄压式注浆锚杆的锁止泄压结构。锚定滑套103的内壁上还设有位于锚定穿孔131和弹爪之间的前后眼神的封闭长槽133，封闭长槽133后部固定有锁块134，锁块134 的内侧设有锯齿形的动锁齿；封闭长槽133的前部设有位于锚杆体 102外周上的锯齿形的定锁齿124，定锁齿124可与动锁齿咬合而阻止锚定滑套103相对于锚杆体102后移。
锚定滑套103的顶部设有可弹性收张的弹爪135，弹爪135的后部设有在内壁上凸起的梯形锁块136，梯形锁块136嵌入注浆长孔122 中。锚定滑套103的壁厚自中部向后端逐渐减少，以在后部形成与注浆长孔122一一对应的弹爪135。
锚定滑块104具有可从锚定穿孔131小端伸出的小段和密封滑动安装在锚定穿孔131大端内的大段，小段的端部设有直面朝上的锯齿，大端的端部抵顶安装位于锚定穿孔131内的弹簧107，弹簧107的外端抵顶在锚定滑块104的大端上，弹簧107的内端抵顶在锚定穿孔131大端孔口安装的弹簧挡圈108上，弹簧挡圈108螺纹固定在锚定穿孔131的大端孔口上。
可碎挡片105为玻璃片或塑料片，其成条状，两端用螺钉106固定在锚杆体102的外壁上，该螺钉106可选用自攻钉或剪切销钉，尤其选用剪切销钉时，在锚定滑块104弹出的过程中，可利用剪切力实现可碎挡片105的碎裂，帮助可碎挡片105尽快断裂。
在使用时，直接锚杆体102塞入钻孔中，然后通过旋紧锁定螺母 120的方式，将垫板110和止浆塞109压紧在钻孔的孔口上；接着打开堵浆塞130，向锚杆体102后端注入高压砂浆，高压砂浆从径向穿孔121进入环形间隔空间132后，压动锚定滑套103向前，弹爪135逐渐从注浆孔中脱出，同时随着锚定穿孔131与径向穿孔121相通后，锚定滑块104外端的锁齿压紧在钻孔的孔壁上，保持锁定状态，而高压砂浆从注浆长孔122中排出，实现注浆锚定。在需要泄压时，动锁齿和定锁齿124相互错动，实现泄压。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.自动泄压式注浆锚杆，包括空心的锚杆体及其前端连接的锚杆头，其特征在于，锚杆体外滑动密封套装有间隔设置在锚杆头后方的锚定滑套，锚定滑套的内壁上开设有位于底部的环槽，环槽的槽底开设有贯通锚定滑套的锚定穿孔，锚定穿孔内滑动安装有与孔壁密封配合的锚定滑块，锚定穿孔的外端孔口阻挡安装有可锚定滑块外端伸出时被压碎的可碎挡片；锚杆体的外周上凸设有朝前且与环槽的槽底密封配合的台肩，台肩的台阶面和环槽的前侧槽壁之间存在环形间隔空间，并且在锚杆体上开设有与所述环形间隔空间相通的径向穿孔；锚定滑套的顶部设有可弹性收张的弹爪，弹爪的后部设有在内壁上凸起的梯形锁块，梯形锁块嵌入锚杆体顶部开设的注浆长孔中。
2.根据权利要求1所述的自动泄压式注浆锚杆，其特征在于，锚定穿孔为外小内大的台阶孔，锚定滑块具有可从锚定穿孔小端伸出的小段和密封滑动安装在锚定穿孔大端内的大段，小段的端部设有直面朝上的锯齿，大端的端部抵顶安装有位于锚定穿孔内的弹簧。
3.根据权利要求2所述的自动泄压式注浆锚杆，其特征在于，锚定穿孔的大端孔口螺纹连接有抵顶在弹簧端部的弹簧挡圈。
4.根据权利要求1所述的自动泄压式注浆锚杆，其特征在于，可碎挡片为玻璃片或塑料片。
5.根据权利要求1所述的自动泄压式注浆锚杆，其特征在于，台肩的台阶面为倾斜向后的斜面。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的自动泄压式注浆锚杆，其特征在于，锚杆头的后端和锚定滑套的前端是相互吻合适配的锥面。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的自动泄压式注浆锚杆，其特征在于，锚定滑套的内壁上还设有位于锚定穿孔和弹爪之间的前后眼神的封闭长槽，封闭长槽后部固定有锁块，锁块的内侧设有锯齿形的动锁齿；封闭长槽的前部设有位于锚杆体外周上的锯齿形的定锁齿，定锁齿可与动锁齿咬合而阻止锚定滑套相对于锚杆体后移。
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