[发明专利]岩石锚缆索

说明书

技术领域

本发明涉及适用于在岩石加固中使用的地锚。

背景技术

如本文中所使用的“岩石”包括岩层、水泥质体或相似的硬质材料。

以具有成本效益的方式在地下开采挖掘中提供支承是至关重要的。

例如液压或机械可延伸的钢制千斤顶、细长的木质支承件，垫包，机械促动或灌浆的岩石锚杆或缆索锚、和充满可凝结(settable)材料的袋子或管的支承结构都曾用来提供支承。

在较狭窄的挖掘现场，机械地锚由于空间限制而没有得到广泛接受。在有限空间里难以钻出长达2米的竖直孔用于钢锚。必须依赖使用联接杆的延伸钻进技术。钢锚的安装也成问题。钢锚应具有待支承采矿场高度大约两倍的长度且因此在安装时，必须由使用延伸套筒栓接在一起的若干较短部段构成。聚酯树脂通常用来将钢柄锚固于孔中。填充孔中螺栓柄周围的环形空间所需的树脂量可能很大且该树脂较为昂贵。此外，如果树脂量较大，那么树脂的结合强度被有效地降低且钢锚不能承载其所设计的负载。也难以评估安装品质，因为在安装时必须旋转该柄以打破树脂囊并混合树脂。不充分或过度旋转都会不利地影响树脂的剪切强度。

与柄的突出螺纹端接合的螺母抵靠面板被拧紧，面板与柄接合且承靠在岩面上。柄的螺母和突出端保持暴露。这是不合需要的，因为突出部件可能会严重地限制浅挖掘现场中人和机器的移动。

本发明的目的是为了提供可单独地或组合地使用以解决前述问题中某些或全部问题的岩石锚的各种部件。在下文中特别地参考用于水平窄礁地下支承应用中的锚对本发明展开描述，但这只是示范性的而不是限制性的。

发明内容

本发明提供一种岩石锚，其包括：细长柔性元件，其具有第一端和第二端；在第一端的锚膨胀机构；管状筒，第二端延伸到其内；和筒内的锁定装置，其允许该元件在筒内在第一方向移动，且当元件在筒内在与第一方向相反的第二方向移动时其将该元件锁定到筒上。细长元件优选地由绕纵向延伸的中空芯延伸的多根螺旋缠绕线材形成。中空芯可以任何适当方式形成，例如，通过绕中空成型器(former)缠绕多根线材。在一优选实施例中，通过从缆索移除多根螺旋缠绕的线材延伸所围绕的位于中心的芯线材而形成中空芯。

至少一个外部套筒或夹具可附连到缆索上。在无芯线材的情况下，套筒帮助保持螺旋缠绕的线材在适当位置。优选地，多个套筒在隔开的位置附连到缆索上。使用任何适当技术将每个套筒夹持到缆索上。

可以任何适当方式保护缆索避免腐蚀，例如利用防腐涂层或将缆索包入于护套中，即，塑料护套，其收缩包裹或另外粘附到缆索外部。

膨胀机构可为任何适当类型且可从收缩位置促动到膨胀位置以将缆索摩擦地锁定到岩面孔中的适当位置。

实际上，中空芯可被用作例如水泥质或树脂灌浆的流体可凝结材料的通路或者用于在安装缆索时形成空气流动路径。

缆索构造的性质可使得在形成中空芯后，张紧缆索使螺旋缠绕的线材略微向内朝向彼此移动，且以这种方式有效地密封中空芯以防止或限制从芯到缆索外部空间或在相反方向通过螺旋缠绕线材之间的间隙的空气或流体传递。

在本发明的一种形式中，岩石锚包括在管状筒一端具有内侧和外侧的负载分布面板和可被促动以对内侧施加力的机构。

该机构可为可弹性变形的偏压部件，其作用于负载分布面板的内侧上。

该偏压部件可为任何适当类型且优选地为例如橡胶的可弹性变形材料的主体，具有孔口或通路，该细长构件可穿过该孔口或通路延伸。

在本发明的一变型中，该机构为预加载部件，其可通过施加例如水的加压流体而膨胀。该部件可包括金属外壳，该金属外壳封闭一定体积，在压力下的水可被引入到该体积内。在该体积膨胀时，外壳扭曲且因此由外壳在细长构件上施加拉力，该拉力作用于细长构件与包围细长构件所插入的孔的岩面之间。

该膨胀机构可包括：楔形部件，其具有前端和后端且绕细长元件的第一端延伸，该楔形部件的前端延伸超过细长元件的第一端且楔形部件具有朝向后端减小的截面；壳装置，其具有内腔，该内腔具有与至少部分地位于内腔内的楔形部件互补的形状，壳装置具有包围细长元件的基部；以及，在细长构件上的挡止结构，其位置使得当细长元件在轴向移动时，使楔形部件的前端撞击反应表面，楔形部件被打入到内腔内从而使壳装置膨胀。

该锁定装置可包括：在细长元件上靠近第二端的挡止结构；在细长元件周围的楔形构件；以及，偏压构件，其作用于挡止结构与楔形构件之间且倾向于使楔形构件远离该挡止结构移位，而且其中楔形构件位于筒内且细长元件的第二端位于管状筒内且并不从管状筒突出。

管状筒可被成形为使得楔形构件作用于管状筒内的互补构造上。