[发明专利]新型楔缝式锚杆结构

说明书

技术领域

本发明属于金属矿采矿中露天矿开采边坡加固技术领域，尤其涉及一种新型楔缝式锚杆结构。

背景技术

锚杆支护作为矿山边坡加固技术已成为矿井巷道、岩石工程以及其它地下工程支护的一种主要形式，现有的锚杆种类很多，包括锚杆、楔缝、垫板及螺帽等，其锚杆锚头前端一般制成圆柱形，随着楔子不断挤入楔缝中使锚杆锚头前端张开，并挤压进入岩石中锚固。在锚杆的另一端加工成罗纹，然后套上垫板，拧上螺帽加以紧固并施加一定预应力。这种锚杆的最大的弊端是会出现锚固效果失效的现象。主要原因是在锚杆锚头挤压进入岩石的部位与孔壁岩石是点接触状态，或是极小面积接触状态，受力过于集中。这往往会对孔壁岩石产生很大的压应力σ，当压应力σ大于岩石的极限抗压强度σ₀时，就会使孔壁岩石被挤压破碎，软岩时孔壁的岩石会破碎的严重，特别当锚杆的另一端紧固螺帽给锚杆施加预应力时，孔壁的岩石受到更大的挤压力，孔壁岩石会破碎的更严重。这就造成锚杆的锚固部位在后期会出现松动的可能性，锚杆的锚固部位一旦松动，施加给锚杆的预应力就会消失一部分，松动严重时预应力会消失严重，造成锚杆锚固失效。

    为改变楔缝型锚杆锚头前端的点接触受力状态，避免孔壁岩石被挤压后严重的破碎，将锚杆锚头前端形状加以改变，使之从点接触受力状态变为面接触受力状态，使锚杆的锚头前端与孔壁岩石的接触面积增加，这样不仅可以减少应力集中的现象，而且锚杆锚固段前端与孔壁岩石的接触面积增加，从而摩擦力增加，更有利于增强锚杆的锚固效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服了现有技术存在的不足，提高锚杆的锚固效果新型楔缝式锚杆结构。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的新型楔缝式锚杆结构，包括锚杆、楔缝、垫板及螺帽，其特征在于带有楔缝的锚杆锚头前端设计成圆台体，所述的圆台体的大头端的直径大于锚杆直径，其圆台体的小头端等于锚杆直径。

本发明所述的圆台体的斜边与水平面的夹角α与楔子的斜边与水平面的夹角α相等。

本发明的优点是：

由于本发明改变了式锚杆锚头前端的形状，由原来的圆柱体形状改变为圆台体形状，使其在锚固后，锚头前端部位孔壁岩石受力状态由点接触受力状态变为面接触受力状态，将楔子插入楔缝，楔缝岩石孔壁被挤压后因应力集中导致的破碎现象明显减轻，锚固的效果得到明显的改善。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示：本发明的新型楔缝式锚杆结构，包括锚杆1、楔缝2、垫板及螺帽，其特征在于带有楔缝2的锚杆锚头前端设计成圆台体3，所述的圆台体3的大头端的直径大于锚杆直径，其圆台体的小头端等于锚杆直径。本发明所述的圆台体大头的直径比锚杆的直径大6mm～8mm。

本发明所述的圆台体3的斜边与水平面的夹角α与楔子4的斜边与水平面的夹角α相等。

制作时一般锚杆1长度的根据工程需要确定，一般在1.5m～2.5m，直径Φ为18mm～25mm，特殊需要时可以加长加粗，锚杆锚头前端的圆台体形状长度L为25mm，圆台体的小头直径d等于锚杆的直径，圆台体大头的直径D比锚杆直径大6mm，例如锚杆直径为20mm时，圆台体大头的直径D为26mm，小头直径为20mm。 缝：长为200mm。宽度为5mm。

    楔子：长度180mm，要比楔缝2短20mm。楔子4宽度等于锚杆的直径。楔子厚度取决于孔径和岩石的坚硬程度， 当钻孔直径为32mm时，楔子的厚度为25mm，楔子尖端厚度为2mm。

    锚杆另一端紧固段的螺纹加工长度150mm，并且配置有螺母，垫板为边长200mm，厚10mm的钢板制成，中间钻有比锚杆直径大2mm～3mm的孔。

    由于本发明改变了楔缝式锚杆锚头前端的形状，由原来的圆柱体形状改变为圆台体形状，可以保证锚杆的圆台体全部压入岩石孔壁中，圆台体大头可进入岩石孔壁中，使锚杆和岩石孔壁的表面接增加，形成面接触受力状态。这样不仅可以减少应力集中的现象，而且锚杆锚头前端与孔壁岩石的接触面积增加，从而摩擦力增加，更有利于增强锚杆的锚固效果。