CN1186521C - 锚杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于采矿或隧道施工的管式锚杆，包括一个管件(1)，管件一端设有设计为钻头的管式锚杆头(2)，在相对端有加力装置(3)。在管件(1)内部装一空心圆柱形的装料部件(7)，它在安装方向一侧的端部有至少一个通孔(11)，它通过通道(12)与多个设在钻头(2)区域内的出口通道(5)连接。

Description

锚杆

技术领域

本发明涉及一种主要用于采矿或隧道施工的管式锚杆，包括一个管件，管件一端设有钻头，在相对端有加力装置，在管件内部至少部分充填一种或多种成分的砂浆料，以及在钻头的区域内被至少一个出口通道穿过。

背景技术

这种管式锚杆是已知的。它们按锚杆的型式主要用于稳定如隧道、平峒等内的空腔的壁，具体而言是固定垂直于壁彼此上下相继的岩层，在许多情况下应考虑到直接在壁附近的岩层由于建造空腔因而影响了它们的机械性能，尤其是它们的承载能力，它们固定在处于更远处未受损害的岩层上。

例如在US 4055051中公开了上述类型的管式锚杆，它由一管件构成，在管件的一端设钻头，而在相对端有加力装置。此已知的管式锚杆在内部部分充填砂浆料。钻头被至少一个出口通道穿过。已知管式锚杆的安装过程分两步进行。第一步，管式锚杆借助例如适用的钻机在地基，例如岩体内钻孔。被管式锚杆的钻头在管式锚杆钻孔方向一侧的端部处挖掘下来并粉碎的岩石，经设在钻头上的出口和在孔壁与管式锚杆外圆周之间的空隙排出。第二步，在背对安装方向一侧的端部将例如一个活塞朝安装方向压入，它将在管式锚杆内的砂浆料经出口从管式锚杆压入钻孔中。

这种已知管式锚杆的缺点是，不能始终保证存放在管式锚杆内的砂浆料便于使用和安全性。砂浆料部分腐蚀性的成分，例如胺基的环氧硬化剂，侵蚀管式锚杆内部，并因而例如损害已知管式锚杆的工作能力。

此外，不能保证完全压出存放在已知管式锚杆内部的砂浆料，因为这与投入使用的安置设备有很大的关系。这样一来例如很难确定砂浆必要的量。考虑到砂浆的成本占总成本的重要部分，使这种情况更加尖锐化。

发明内容

本发明的目的是创造一种管式锚杆，它保证将砂浆几乎完全从管式锚杆压出。此外应保证操作简单以及同时保证经济地生产管式锚杆。

为此，本发明提供一种管式锚杆，用于采矿或隧道施工，包括一个管件，管件一端设有钻头，在相对端有加力装置，在管件内部至少部分充填一种或多种成分的砂浆料，以及在钻头的区域内被至少一个出口通道穿过，其特征为：砂浆料装在至少一个空心圆柱形的装料部件内两个可沿管件纵向移动的活塞之间，以及，在安装方向上，与沿安装方向所设的那个活塞邻接地具有一个用于活塞的容槽区，此容槽区制有至少一个通孔，其中，通孔离容槽区自由端有一个距离，该距离至少等于活塞沿管件纵向延伸的长度。

在可沿管件纵向移动的活塞之间存放的砂浆料，在从外部施加的压力作用下在装料部件内沿安装方向移动。由于在装料部件内为活塞设一容槽区，定位在安装方向一侧端部区内的活塞可以沿安装方向运动，直到它释放用于砂浆料的通孔为止。由于采用密封活塞，在压力足够高的情况下绝对保证通孔的释放。此外，这种实施形式能经济地实现，因为取消了装配用于释放通孔的复杂机构。将砂浆料在装料部件内存放在两个密封的活塞之间，保证能方便和安全地操作管式锚杆，尤其砂浆料。这些活塞保证砂浆料能密封地和与管件分开贮存，并在需要时能就地装配。因此可以降低贮存费用以及砂浆料可以必要地小心存放。

恰当的是容槽区有至少两个沿圆周均匀分布的通孔，以保证砂浆料沿管件外圆周的均匀分布，并因而达到更高的承载能力。

钻头的外径优选地大于管件的最大直径，以保证开割出容纳与砂浆料混杂的钻屑的环形间隙。

为了构成通道，恰当的是装料部件的外径设计为比管件的内径小。因此能将装料部件***管件的内部。装料部件的这种设计保证能经济地生产管式锚杆。取消了为构成通道所需的附加元件或工序，其结果是保证管式锚杆的操作既方便又可靠。

为了在装料部件内装入砂浆料，优选地采用至少一个软管袋，以便于将砂浆料充填进装料部件，而且除此之外保证按本发明的管式锚杆易于操作。

砂浆料有利地存放在多个基本上空心圆柱形的装料部件内。因此在多种成分组成砂浆料时通过装料部件的几何设计便易于影响混合比。此外，保证将砂浆料的各种成分彼此顺利地隔开。此外各种成分的贮存比较简单。

恰当的是装料部件沿管件的纵向前后排列，以便不会对管件的尺寸设计造成不利的影响。此外，横截面设计为圆形的活塞密封性能良好。在装料部件前后排列时它们本来就是圆形横截面，并因而能在无需采纳附加的经济性较差的结构或密封性不怎么好的方案的情况下使用。

装料部件背对安装方向一侧的活塞有利地尤其借助于设计为一体的活塞杆互相连接，以便在压出砂浆料时两个装料部件均匀地加压。因此各种成分的混合比可通过装料部件的直径方便地确定。

此外，装料部件和活塞按优选的方式用塑料制造，以预防被砂浆料内所含有的化学材料腐蚀。尤其在安置过程中化学材料将与装料部件和活塞接触。

附图说明

下面借助实施例进一步说明本发明。其中：

图1按本发明的管式锚杆在未使用状态的纵剖面；

图2图1所示的管式锚杆在安置过程中；以及

图3管式锚杆另一种实施形式纵剖面，处于未使用状态，有多个装料部件。

具体实施方式

图1和2中表示按本发明的具有圆柱形管件1的管式锚杆，在管件内部有装料部件7和砂浆料4。管件1在安装方向一侧的端部有钻头2，在相对侧有设计为外部型面的加力装置3。

例如用金属制造的管件1在安装方向一侧的端部有一个或多个沿圆周均匀分布的出口孔5，以及有沿全长的外部型面。外部型面可通过轧制形成。

钻头2有锥形尖端，它的表面配备耐磨元件10。为了容纳钻屑，钻头2的外径设计为大于管件1的直径。

例如用塑料制的圆柱形装料部件7，在两端用可沿管件1纵向移动的活塞8、9封闭。与沿安装方向S的活塞8相连地，设一个制有多个沿圆周均匀分布的通孔11的用于活塞8的容槽区6。通孔11离容槽区6的自由端有一个距离a，它至少等于活塞8沿管件1纵向延伸的长度l。砂浆料4可例如附加地包装在一个图中未表示的软管袋中。

在具体如图2所示的安置过程中，管式锚杆例如借助于图中未表示的钻机通过旋转运动和轴向推进装入。钻头2在地基14中钻出一个圆柱形钻孔16用于容纳管件1。若达到了所要求的安装深度，则借助一个适用的压出机构15用沿安装方向S作用的压力向背对安装方向一侧的活塞加载。通过装在装料部件7内部的砂浆料4，此压力进一步传给在安装方向一侧的活塞8。此设在沿安装方向S的活塞8沿安装方向S移动，直到它完全处于容槽区6内为止，因而释放了用于砂浆料4的通孔11。砂浆料4被背对安装方向S的活塞继续加压，所以砂浆料4通过被活塞8释放的通道12，如图2所示流向出口孔5，在那里与钻屑混合。与钻屑混合在一起的砂浆料4在压力作用下均匀地分布在钻孔16壁与管件1外表面之间的空隙中。

图3表示管式锚杆按本发明的另一种实施形式，它有钻头22和管件21，管件在安装方向一侧的端部有多个出口孔23穿过。与图1和2所示的实施形式不同，在管件21内沿纵向排列多个装料部件24、25，尤其两个装料部件24、25。因此，这种管式锚杆特别适用于多种成分的砂浆料。因此，例如每一种成分37、38存放在两个密封的活塞32、33和31、39之间的一个单独的装料部件24、25内。

第一个装料部件24借助定距件26、27按固定的间距对中地装在管件21内。背对安装方向一侧所设的定距件27设计成法兰，并在第一个装料部件24的外壁与管件21的内壁之间起密封作用。沿安装方向S所设的定距件26没有沿整个圆周连续延伸，所以形成流动通道29，它与出口孔23连通。

装在第一个装料部件24内的第二个装料部件25，借助法兰30和安装方向一侧设计为法兰状的活塞31，对中地固定在第一个装料部件24内。法兰30和活塞31在第一个装料部件24的内壁与第二个装料部件25外壁之间密封地工作。第二个装料部件25设计为比第一个装料部件24短。

第二个圆柱形装料部件25例如用塑料制成，它在两端通过可沿管件21纵向移动的活塞32、33封闭。与沿安装方向S的活塞32相连地、设一个制有多个沿圆周均匀分布的通孔34的用于活塞32的容槽区35。通孔34离容槽区35的自由端有一个距离b，它至少等于活塞32沿管件21纵向延伸的长度。此外，活塞31伸出第二个装料部件25在背对安装方向一侧的端部至少距离b。成分37可例如附加地包装在图中未表示的软管袋中。

例如用塑料制的第一个圆柱形装料部件24，在安装方向一侧的端部用一个借助于活塞杆41与活塞33连接的活塞39封闭，以及在相对端用一个可沿管件21纵向移动的法兰43封闭。法兰43在第一个装料部件24的内壁与活塞杆41外表面之间起密封作用。法兰43构成了活塞31背对安装方向一侧的部分。从法兰43沿径向延伸的区域起朝安装方向S的距离b处，第一个装料部件24有至少一个通孔40。法兰30沿径向延伸的区域朝安装方向在第一个装料部件24上径向对称地设另一些通孔42。

在图中未表示的地基内的安装过程中，管式锚杆例如借助于图中未表示的钻机通过旋转运动和轴向推进装入。钻头22在地基内钻出一个图中未表示的圆柱形钻孔用于容纳管件21。若管式锚杆已安装得足够深，则在活塞39上加压，所以将活塞39以及借助活塞杆41将活塞33沿安装方向S运动。起先活塞31、32借助于砂浆料的成分37、38沿安装方向S运动。若这两个活塞31、32释放了对应的通孔，则借助活塞39建立的压力可由于成分37、38经各自的通孔34、40从它们的装料部件24、25流出而下降。因此，砂浆料的各种成分37、38可借助流动通道29到达出口孔23并在那里排出。基于按本发明的管式锚杆的旋转运动，在钻头22的区域内砂浆料的各种成分37、38互相混合。这一旋转运动以及存在的压力将现在已拌合的砂浆料压入钻孔壁与管式锚杆外轮廓之间的空隙中，砂浆料在那里硬化，并因而保证管式锚杆与其周围的地基持久地连接在一起。

Claims (9)

1.管式锚杆，用于采矿或隧道施工，包括一个管件(1、21)，管件一端设有钻头(2、22)，在相对端有加力装置(3)，在管件内部至少部分充填一种或多种成分的砂浆料(4、37、38)，以及在钻头(2、22)的区域内被至少一个出口通道(5、23)穿过，其特征为：砂浆料(4、37、38)装在至少一个空心圆柱形的装料部件(7、24、25)内两个可沿管件(1、21)纵向移动的活塞(8、9、31、39、32、33)之间，以及，在安装方向(S)上，与沿安装方向(S)所设的那个活塞(8、31、32)邻接地具有一个用于活塞(8、32、31)的容槽区(6、35)，此容槽区制有至少一个通孔(11、34、40)，其中，通孔(11、34)离容槽区(6、35)自由端有一个距离(a、b)，该距离至少等于活塞(8、32)沿管件(1、21)纵向延伸的长度(l)。

2.按照权利要求1所述的管式锚杆，其特征为：容槽区(6、35)有至少两个沿圆周均匀分布的通孔(11、34)。

3.按照权利要求1或2所述的管式锚杆，其特征为：钻头(2、22)的外径大于管件(1、21)的最大直径。

4.按照权利要求1所述的管式锚杆，其特征为：为了构成通道(12、29)，装料部件(7、24、25)的外径小于管件(1、21)的内径。

5.按照权利要求1所述的管式锚杆，其特征为：为了在装料部件(7、24、25)内装入砂浆料(4、37、38)，至少采用一个软管袋。

6.按照权利要求1所述的管式锚杆，其特征为：砂浆料(37、38)存放在多个空心圆柱形装料部件(24、25)内。

7.按照权利要求6所述的管式锚杆，其特征为：装料部件(24、25)沿管件(21)的纵向前后排列。

8.按照权利要求6或7所述的管式锚杆，其特征为：装料部件(24、25)背对安装方向一侧的活塞(33、39)互相连接。

9.按照权利要求1所述的管式锚杆，其特征为：装料部件(7、24、25)和活塞(8、9、31、32、33、39)用塑料制造。

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