CN206071627U - 一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置。本实用新型锚固端锚杆连接锚固端螺栓，锚固端螺栓与阻尼器的活塞杆连接，阻尼器另一端与自由端螺栓连接，自由端锚杆连接自由端螺栓。本实用新型克服了处于支护工作状态下的锚杆受力突然变化且无法承受冲击而发生破断的缺陷。本实用新型充分地利用了粘滞阻尼器在耗能减冲性能方面的优点，其与锚杆通过螺栓和套管连接，结构简单，将冲击力对锚杆做功将转化为粘滞阻尼器活塞对油体做功，即机械能转化为热能散发。通过这样的过程，粘滞阻尼器将对锚杆起到保护作用，并且有效地保护了围岩的稳定。

Description

一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置

技术领域

本实用新型属于矿山安全开采技术领域，特别涉及一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置。

背景技术

当前，随着我国煤矿采深的增加，地下深井巷道面临的冲击地压危险性也越来越突出，深部岩层安全开采正面临严峻挑战。锚杆(索)支护是矿井巷道支护的主要型式，在煤矿巷道支护中广为应用。然而，现有的锚杆支护的功能和设计仅需要满足巷道静力稳定阶段的要求。尽管工程中使用的锚杆杆材强度不断得到提高，但在大采深矿井巷道，冲击来压时锚杆的破断率仍然很高，巷道失稳情况时有发生。因此，现有的深井锚杆支护材料和技术在面对冲击动载时工程不适用性明显，这是我国众多煤炭企业面临的现实技术难题。

在本实用新型发明之前，锚杆支护体系主要用于抵抗开采引起的围岩体变形，常用的支护锚杆包括普通锚杆、可延伸锚杆、让压锚杆等，都是通过提高锚杆的强度或增强锚杆的延性特征以改善支护结构的受力状态，从而维持巷道稳定。但是，冲击地压对巷道围岩体施加了一个动力荷载，使原本处于支护工作状态下的锚杆受力突然变化，而锚杆本身的强度和延性又有限，故锚杆无法承受冲击而发生破断。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置。

本实用新型的技术方案为：

一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置，其主要技术特征在于锚固端锚杆连接锚固端螺栓，锚固端螺栓与阻尼器的活塞杆连接，阻尼器另一端与自由端螺栓连接，自由端锚杆连接自由端螺栓。

所述锚固端锚杆通过套管连接锚固端螺栓。

所述自由端锚杆通过套管连接自由端螺栓。

所述阻尼器为粘滞阻尼器。

所述各部件的中心位于同一直线上。

本实用新型的优点和效果在于充分地利用了粘滞阻尼器在耗能减冲性能方面的优点，其与锚杆通过螺栓和套管连接，结构简单。可采用传统锚杆(索)支护体系施工方法和工艺，不增加施工时的操作难度，是一种很实用的深井巷道抗冲击地压装置，尤其适合深部煤矿和冲击地压显现强烈的矿区巷道支护。锚杆可以利用本身的抗拉和抗压性能提供给围岩锚固力，但是锚杆本身抗拉能力有限，当达到屈服强度时就会被拉断，并且锚杆在受到冲击荷载时，其受力特性突然改变，锚杆本身的强度和延伸性很有限，所以会发生破断。而粘滞阻尼器在受到冲击地压时具有良好的耗能减冲作用，将锚杆与粘滞阻尼器相互拧合，形成新型耗能减冲锚杆装置用于地下深井巷道，共同抵抗冲击地压作用，两者有效结合，相得益彰。冲击力作用在锚固段，通过锚杆传递给活塞，活塞推动油体产生阻尼力。这样，冲击力对锚杆做功将转化为粘滞阻尼器活塞对油体做功，即机械能转化为热能散发。通过这样的过程，粘滞阻尼器将对锚杆起到保护作用，并且有效地保护了围岩的稳定。

附图说明

图1——本实用新型结构原理示意图。

图2——本实用新型剖面示意图。

图中各标号对应的部件名称如下：

锚固段锚杆1、锚固端螺栓2、活塞杆3、腔体4、自由端螺栓5、自由端锚杆6、套管7、阻尼器8。

具体实施方案

如图1、图2所示：

本实用新型由锚固端锚杆1、锚固端螺栓2、活塞杆3、阻尼器4、自由端螺栓5、自由端锚杆6以及阻尼器8两端的连接套管7组成。

锚固端锚杆1通过套管7与锚固端螺栓2连接，锚固端螺栓2与阻尼器8的活塞杆3相连，活塞杆3推动腔体4做活塞运动；阻尼器8的另一端与自由端螺栓5连接，自由端锚杆6通过套管7与自由端螺栓5连接，连接方式采用左旋式拧进，整个装置具有一定的结构刚度。各组成部件的中心位于同一直线上。锚固端锚杆1 另一端放置到坚硬岩层作为锚固段，阻尼器8放置在靠近锚固段的位置，力作用在锚杆的锚固段后推动阻尼器8的活塞做运动，活塞杆3与腔体4组成阻尼器8。

本实用新型应用过程说明：

锚固段螺栓2外螺纹与锚固端锚杆1外螺纹的大径、小径以及螺距相匹配，两者之间用内螺纹相匹配的套管7通过左旋式在套管7两端拧紧，连接过程中要保证各部件的中心在同一水平线上，三者之间的拧紧力矩不小于160N·m(单位斜体变为正体)。锚固端螺栓2与活塞杆3的连接可采用焊接或螺纹连接。自由端螺栓5与腔体4焊接。自由端锚杆6通过套管7与自由端螺栓5连接。同样地，自由端锚杆6、套管7和自由端螺栓5三者连接过程中要保证各部件的中心与阻尼器8中心在同一水平线上，三者之间的拧紧力矩不小于160N·m(单位斜体变为正体)。

当本发明锚固端锚杆1或自由端锚杆6受力突然变化时，阻尼器8除了可以抵抗瞬时冲击荷载，还可以利用自身的行程释放原岩的变形约束，缓解围岩变形对支护结构带来的压力。

所述的阻尼器8行程为80mm，最大冲程为±10mm。

所述的锚固段螺栓2和自由端螺栓5为长30mm的带外螺纹的螺栓，外螺纹采用普通公制螺纹，螺距为2.5mm，螺纹大径尺寸为19.8mm，小径尺寸为17.5mm。

所述的锚固端锚杆1和自由端锚杆6采用直径为20mm的螺纹钢，且端部有30mm长的外螺纹，外螺纹采用普通公制螺纹，螺距为2.5mm，螺纹大径尺寸为19.8mm，小径尺寸为17.5mm。

所述的锚固端锚杆1和自由端锚杆6端部带外螺纹的部分分别与锚固段螺栓2和自由端螺栓5通过一个带内螺纹的套管7连接，连接方式采用左旋式拧进，套管7宜采用牌号为45号的圆钢或无缝钢管制造。

所述的套管7内螺纹的螺距、大径、小径尺寸与锚固端锚杆1、自由端锚杆6、锚固段螺栓2和自由端螺栓5的外螺纹相匹配，套管7的外径为30mm，长度为65mm。

所述的锚固端锚杆1另一端固定于岩层中作为锚固段，阻尼器8靠近锚固段放置，每个发明装置之间的排距在0.7-1.5m之间，间距在0.7-1.5m之间。

所述的阻尼器8为耗能粘滞的阻尼器。

Claims (5)

1.一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置，其特征在于锚固端锚杆连接锚固端螺栓，锚固端螺栓与阻尼器的活塞杆连接，阻尼器另一端与自由端螺栓连接，自由端锚杆连接自由端螺栓。

2.根据权利要求1所述的一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置，其特征在于所述锚固端锚杆通过套管连接锚固端螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置，其特征在于所述自由端锚杆通过套管连接自由端螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置，其特征在于所述阻尼器为粘滞阻尼器。

5.根据权利要求1所述的一种地下深井巷道耗能减冲锚杆装置，其特征在于所述各部件的中心位于同一直线上。