CN113090313A - 多功能锚杆 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施例的多功能锚杆，包括锚杆本体，锚杆本体包括第一段和第二段，第一段上设置有外螺纹，第二段上设置有螺旋状横肋，锚杆本***于第二段的端部设置有钻头；锚杆本体内部设置有中孔，中孔内设置有用于混合锚固剂的混流器。根据本发明实施例的多功能锚杆，第一段用于连接施工机具以进行钻孔和放置锚杆，第二段上设置有螺旋状横肋，锚杆本体端部设置有用于进行钻孔的钻头；设置于锚杆本体内部的混流器使得锚固剂在通过锚杆后被充分混合，增强锚固剂的锚固力。本发明提供的多功能锚杆，结构简单，可以同步进行钻孔作业和锚杆放置，提高了锚杆施工效率，降低人工劳动强度。

Description

多功能锚杆

技术领域

本发明涉及煤巷支护技术领域，具体涉及一种多功能锚杆。

背景技术

煤矿巷道现有的临时支护以机械支撑类装置为主，这类装置一般安装在掘进设备上，在巷道掘进之后，覆盖整个新掘的区域，为作业人员遮挡掉落物，这类装置已经被广泛应用，能够在一定程度上解决临时支护的需求。但是现有的临时支护都是在围岩发生变形之后起到遮挡和保护的作用，不能对新掘区域在围岩变形之前产生主动、快速的支护力。

锚杆支护可以有效控制围岩变形，已经在国内外煤矿、金属矿山等领域广泛应用。以煤矿巷道支护为例，现有锚杆支护工艺流程为：使用钻杆在煤岩壁上打孔，人工将树脂锚固剂塞进打好的孔内，放入锚杆搅拌，待锚固剂凝固后预紧锚杆。现有锚杆支护施工工艺存在主要问题为：1、人工将锚固剂塞入钻孔这一步骤难度较高，尤其是在煤岩体较为破碎，钻孔壁凹凸不平时，需要耗费大量时间才能完成锚固剂的安装，造成锚固剂的浪费，降低支护效率/2、钻孔、安装锚固剂和预紧需要使用不同的工具完成，拆卸钻杆、不同工具的切换消耗时间较长。现有锚杆施工工艺耗时长，效率低，工人劳动强度大，自动化实现难度高，已经无法满足煤矿巷道快速支护的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种多功能锚杆。

根据本发明实施例的多功能锚杆，包括锚杆本体，所述锚杆本体包括第一段和第二段，所述第一段上设置有外螺纹，所述第二段上设置有螺旋状横肋，所述锚杆本***于所述第二段的端部设置有钻头；所述锚杆本体内部设置有中孔，所述中孔内设置有用于混合锚固剂的混流器。

根据本发明实施例的多功能锚杆，第一段用于连接施工机具以进行钻孔和放置锚杆，第二段上设置有螺旋状横肋，锚杆本体端部设置有用于进行钻孔的钻头；设置于锚杆本体内部的混流器使得锚固剂在通过锚杆后被充分混合，增强锚固剂的锚固力。本发明提供的多功能锚杆，结构简单，可以同步进行钻孔作业和锚杆放置，提高了锚杆施工效率，降低人工劳动强度。

在本发明的一些实施例当中，所述混流器设置于所述第一段内。

在本发明的一些实施例当中，所述混流器包括固连为一体的中心轴和螺旋状叶片，所述中心轴与所述锚杆本体同轴设置，所述螺旋状叶片围绕所述中心轴设置。

在本发明的一些实施例当中，所述混流器数量为多个，多个所述混流器首尾相连。

在本发明的一些实施例当中，所述外螺纹和所述螺旋状横肋的旋向相同或相反。

在本发明的一些实施例当中，所述第一段和所述第二段一体成型。

在本发明的一些实施例当中，所述第一段远离所述第二段的端部设置有限位件，所述限位件沿所述锚杆本体径向方向的尺寸大于所述锚杆本体沿该方向的尺寸。

在本发明的一些实施例当中，所述限位件包括套筒，所述套筒内孔直径等于或略大于所述锚杆本体直径，所述套筒外周表面上设置有凸缘。

在本发明的一些实施例当中，所述第一段上设置有预紧组件。

在本发明的一些实施例当中，所述预紧组件包括螺母和垫盘，所述螺母螺设于所述第一段上，所述垫盘套设于所述第一段上，所述垫盘相较于所述螺母靠近所述第二段设置。

附图说明

图1是根据本发明的多功能锚杆的示意图；

图2是图1当中多功能锚杆的剖视图；

图3是图2当中混流器处的局部放大图。

附图标记：

10、锚杆本体；11、第一段；111、外螺纹；12、第二段；121、螺旋状横肋；13、中孔；14、混流器；141、中心轴；142、螺旋状叶片；20、钻头。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明实施例的多功能锚杆，其应用于煤矿巷道支护作业，也可应用于边坡、隧道等需要对施工基础进行加固的场景。

如图1至图3所示，本发明提供的多功能锚杆，包括锚杆本体10，锚杆本体10沿包括沿自身轴向划分的第一段11和第二段12，第一段11上设置有外螺纹111，第二段12上设置有螺旋状横肋121。锚杆本体10内部设置有中孔13，中孔13两端分别设置有至少一个连通于锚杆本体10外部环境的进浆孔和至少一个出浆孔，中孔13内设置有用于混合锚固剂的混流器14。

进行锚杆施工作业时，首先将螺纹连接件螺旋套入第一段11上的外螺纹111，再将螺纹连接件固定连接于施工机具，施工机具的动力通过螺纹连接件传递至锚杆本体10，以将锚杆本体10放入围岩中。锚杆本体10端部连接由钻头20，通过施工机具带动锚杆本体10旋转，钻头20在围岩上进行钻孔作业，随着钻头20的攻入，锚杆本体10一并进入钻孔当中，实现钻孔作业和放置锚杆同步进行。

锚杆本体10放置到位后，锚固剂泵将锚固剂从注浆孔泵入中孔13内，锚固剂首先经由混流器14混合搅拌，搅拌均匀后继续沿中孔13流动直至从出浆孔排出，填入锚杆本体10与钻孔间的空隙，经过一段时间后固化，完成锚固作业。锚固剂在流入锚杆本体10与钻孔间的空隙时，会流入第二段12上的螺旋状横肋121当中，当锚固剂固化后，位于螺旋状横肋121中固化的锚固剂能够增大锚杆本体10和围岩之间的锚固力。此外，螺旋状横肋121还能在钻头20进行钻孔作业时帮助排出钻孔产生的碎屑。

根据本发明实施例的多功能锚杆，第一段用于连接施工机具以进行钻孔和放置锚杆，第二段上设置有螺旋状横肋，锚杆本体端部设置有用于进行钻孔的钻头20；设置于锚杆本体内部的混流器使得锚固剂在通过锚杆后被充分混合，增强锚固剂的锚固力。本发明提供的多功能锚杆，结构简单，可以同步进行钻孔作业和锚杆放置，提高了锚杆施工效率，降低人工劳动强度。

在本发明的一些实施例当中，混流器14设置于第一段11内靠近注浆孔的位置，锚固剂从注浆孔流入、出浆孔流出，将混流器14设置于靠近注浆孔的位置，可以使锚固剂在进入中孔13的初始阶段就开始混合搅拌。

在本发明的一些实施例当中，混流器14包括固连为一体的中心轴141和螺旋状叶片142，中心轴141与锚杆本体10同轴设置，螺旋状叶片142围绕中心轴141设置。锚固剂在混流器14当中流动时，受到螺旋状叶片142的引导，锚固剂的流动路径为螺旋线，使得锚固剂围绕中心轴141不停转动，起到混合锚固剂的作用。同时锚固剂在沿轴向流动时，撞击螺旋状叶片142产生湍流，加强混合效果。

在本发明的一些实施例当中，混流器14数量为多个，多个混流器14首尾相连。锚固剂流经混流器14的长度影响锚固剂的混合效果，锚固剂流经混流器14的长度越长，混合效果越好；锚固剂流经混流器14的长度越短，锚固剂泵功率不变的情况下锚固剂的流量越大。对于不同性质的锚固剂或是不同施工要求，需要对锚固剂的混合要求不一，通过调整混流器14的数量，以改变混流器14对锚固剂的混合效果。多个混流器14可以互相独立的，在放入中孔13之前通过焊接、卡接等方式固连为一体；多个混流器14也可在制造时一同制造为相对的一个整体。

在本发明的一些实施例当中，第二段12上设置有螺旋状横肋121，外螺纹111和螺旋状横肋121的旋向相同或相反。外螺纹111和螺旋状横肋121的旋向相同，方便加工和施工。外螺纹111和螺旋状横肋121的旋向相反时，螺旋状横肋121能够在锚杆本体10转动时压实锚固剂，提高锚固强度。

在本发明的一些实施例当中，第一段11和第二段12一体成型，避免了二次加工或装配造成的应力集中和金属纤维断裂现象，提高了锚杆的性能，同时也降低了锚杆的成本。

在本发明的一些实施例当中，钻头20和锚杆本体10可以是一体成型，能够避免二次加工或装配造成的应力集中和金属纤维断裂现象，提高了锚杆本体10和钻头20的性能，同时也降低了多功能锚杆的成本。钻头20和锚杆本体10也可以是互相独立的零部件，通过螺纹连接、焊接、卡接等方式装配为一个整体。

在本发明的一些实施例当中，第一段11远离第二段12的端部设置有限位件，限位件沿锚杆本体10径向方向的尺寸大于锚杆本体10沿该方向的尺寸。锚杆本体10放入钻孔达到一定长度后，限位件与围岩抵接并形成止挡，防止锚杆本体10进一步进入钻孔，使得锚杆本体10具有正确的位置。

在本发明的一些实施例当中，限位件包括套筒，套筒内孔直径等于或略大于锚杆本体10直径，套筒外径略小于钻孔尺寸，套筒外周表面上设置有凸缘。锚杆本体10放入钻孔达到一定长度后，套筒进入钻孔内，起到导向作用，而凸缘与围岩抵接并形成止挡，防止锚杆本体10进一步进入钻孔。可选的，限位件也可是其他形式，如沿锚杆本体10径向设置的限位钉等。

在本发明的一些实施例当中，第一段11上设置有预紧组件。锚杆本体10施工作业中，需要对锚杆本体10施加一定的预紧力，以提高锚杆本体10的支护效果。向钻孔内送入锚杆本体10时，预紧组件随锚杆本体10一起前进，直至锚杆本体10进入钻孔到位，预紧组件抵接于围岩，锚固剂固化后，施工机具带动预紧组件转动，实现对锚杆本体10的预紧。可选的，预紧组件包括螺母和垫盘，螺母通过螺纹连接于第一段11，垫盘设置于螺母和围岩之间。锚固剂固化后，锚杆本体10固定，施工机具带动螺母转动，使得螺母转动并沿锚杆本体10向围岩移动，压紧垫盘并提供预紧力，完成预紧。

下面参考图1至图3，以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的多功能锚杆。可以理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

实施例一：

如图1至图3所示，本实施例当中，多功能锚杆包括锚杆本体10，锚杆本体10呈圆柱体形，锚杆本体10为一体成型制造的一个整体。锚杆本体10沿包括沿自身轴向划分的第一段11和第二段12，第一段11上设置有外螺纹111，第二段12上设置有螺旋状横肋121，外螺纹111和螺旋状横肋121的旋向相同，锚杆本体10位于第二段12处的端部上设置有一个钻头20。锚杆本体10内部设置有中孔13，中孔13两端分别设置有一个连通于锚杆本体10外部环境的进浆孔和一个出浆孔，进浆孔位于锚杆本体10第一段11的端面处，出浆孔位于锚杆本体10第二段12的端面处。

中孔13内设置有用于混合锚固剂的混流器14，混流器14设置于第一段11内靠近注浆孔的位置。混流器14包括固连为一体的中心轴141和螺旋状叶片142，中心轴141与锚杆本体10同轴设置，螺旋状叶片142围绕中心轴141设置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多功能锚杆，其特征在于，包括锚杆本体，所述锚杆本体包括第一段和第二段，所述第一段上设置有外螺纹，所述第二段上设置有螺旋状横肋，所述锚杆本***于所述第二段的端部设置有钻头；所述锚杆本体内部设置有中孔，所述中孔内设置有用于混合锚固剂的混流器。

2.根据权利要求1所述的多功能锚杆，其特征在于，所述混流器设置于所述第一段内。

3.根据权利要求2所述的多功能锚杆，其特征在于，所述混流器包括固连为一体的中心轴和螺旋状叶片，所述中心轴与所述锚杆本体同轴设置，所述螺旋状叶片围绕所述中心轴设置。

4.根据权利要求1所述的多功能锚杆，其特征在于，所述混流器数量为多个，多个所述混流器首尾相连。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能锚杆，其特征在于，所述外螺纹和所述螺旋状横肋的旋向相同或相反。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能锚杆，其特征在于，所述第一段和所述第二段一体成型。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能锚杆，其特征在于，所述第一段远离所述第二段的端部设置有限位件，所述限位件沿所述锚杆本体径向方向的尺寸大于所述锚杆本体沿该方向的尺寸。

8.根据权利要求7所述的多功能锚杆，其特征在于，所述限位件包括套筒，所述套筒内孔直径等于或略大于所述锚杆本体直径，所述套筒外周表面上设置有凸缘。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的多功能锚杆，其特征在于，所述第一段上设置有预紧组件。

10.根据权利要求9所述的多功能锚杆，其特征在于，所述预紧组件包括螺母和垫盘，所述螺母螺设于所述第一段上，所述垫盘套设于所述第一段上，所述垫盘相较于所述螺母靠近所述第二段设置。

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