[发明专利]一种煤矿用让位缓冲吸能防冲锚杆索

说明书

技术领域

本发明属于煤矿支护安全技术领域，特别是涉及一种煤矿用让位缓冲吸能防冲锚杆索。

背景技术

煤炭进入深部开采，巷道处于高地压环境下会呈现出显著的大变形特点，特别是具有冲击危险的煤层巷道，冲击地压发生的瞬间会释放出大量的弹性压缩能，很有可能使锚杆及锚索突然拉断，致使巷道顶板迅速下沉，而巷道底板快速鼓起，甚至导致整个巷道闭合，最终造成严重的人员伤亡和设备财产的损失。如何保证冲击危险巷道围岩支护的稳定，成为亟待解决的重大难题。

对于冲击危险巷道来说，大都采取“锚杆+锚索+U型棚”的支护方式，此支护方式虽然能够有效的控制静载荷作用下的巷道变形破坏，但锚索支护与锚杆支护总是单独作用，由于两者的延伸率存在差异，且抗变形能力相差较大，所以导致锚杆和锚索变形量不协调，且承载不同步。当冲击载荷作用时，极易产生锚索拉断、锚杆作用失效及U型棚严重变形。为防止锚索拉断、锚杆作用失效的现象发生，冲击危险巷道要求锚杆锚索支护系统具备一定的预应力和让位空间，还应有效降低冲击能，减缓冲击载荷，并最终削减冲击能对锚杆锚固范围内围岩的破坏力。

目前，具备让位功能的锚索多数采用卸压托盘或是可压缩的衬垫、压缩环及让压弹簧等，如在专利号为200820037459.9的中国专利中公开的一种让压锚索，及在专利申请号为201120059647.3的中国专利中公开的一种预应力锚索的主动自适应恒阻伸长器，这些锚索一定程度上解决了静载荷作用下的巷道围岩稳定问题，但是在遇到冲击危险巷道瞬时大变形的情况时，这些锚索都存在调节变形量有限，不能承受大变形的缺点，而且还存在让压速度不够，抗冲击能力差等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种在冲击载荷作用下，可快速实现大幅度压缩变形让位，有效降低冲击能，并减缓冲击载荷作用的煤矿用让位缓冲吸能防冲锚杆索。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种煤矿用让位缓冲吸能防冲锚杆索，包括预紧螺母、托盘、让位缓冲吸能装置、垫板、止浆塞、高强度螺纹钢锚杆、让位连接套管、钢绞线锚索及锚索帽，所述的止浆塞、垫板、让位缓冲吸能装置及托盘依次套装在高强度螺纹钢锚杆的杆体首端，并通过预紧螺母紧固；所述的钢绞线锚索的首端通过让位连接套管与高强度螺纹钢锚杆的尾端相连接，在所述的钢绞线锚索的尾端安装有锚索帽；所述的让位缓冲吸能装置为带有折痕纹路的薄壁筒状结构，且由外筒及定位套组成，并通过所述的定位套套装于高强度螺纹钢锚杆的杆体上，所述的定位套通过肋筋固接于外筒内；

所述的让位连接套管包括锚索连接套管、锚杆连接套管、锚索端部防脱保护套、楔形垫块及安装螺母，所述的锚索连接套管设置为外端的内表面呈锥形的筒型结构，所述的锚杆连接套管设置为筒型结构；在所述的锚杆连接套管的连接端设置有连接外螺纹，在所述的锚索连接套管的连接端设置有连接内螺纹，所述的锚索连接套管与锚杆连接套管通过螺纹相连接；所述的高强度螺纹钢锚杆的尾端设置于锚杆连接套管内，所述的锚索连接套管通过安装于其外端内侧的楔形垫块，与所述的钢绞线锚索相连接，且钢绞线锚索的首端超出楔形垫块的内侧面，并延伸到锚索连接套管的内腔内；所述的安装螺母的外侧与锚杆连接套管内表面螺纹配合，内侧与高强度螺纹钢锚杆的尾端螺纹配合；在所述的钢绞线锚索的首端固接有锚索端部防脱保护套。

所述的锚索端部防脱保护套的外径略大于钢绞线锚索的直径。

所述的高强度螺纹钢锚杆的尾端设置为凸起的圆台体结构，在所述的圆台体结构上设置有外螺纹，所述的安装螺母的内螺纹与圆台体结构外螺纹相配合。

所述的锚杆连接套管的内表面，首段设置为光面结构，中段设置为锯齿状结构，尾段连接端设置为螺纹结构。

所述的锚杆连接套管连接外螺纹的外径小于锚杆连接套管的外径。

在所述的锚杆连接套管与锚索连接套管之间套装有橡胶套筒，所述的橡胶套筒内径略大于锚杆连接套管连接外螺纹的外径，橡胶套筒外径与锚杆连接套管外径相同。

所述的楔形垫块内表面为锯齿状。

所述的定位套与外筒同轴固接。

在所述的钢绞线锚索的锚固段设置有两处凸起的笼形结构。

本发明的有益效果：

1、本发明具有钢柔耦合特性和高效快速让位吸能特性，锚索与锚杆通过让位连接套管支护耦合为一体，增强了锚索稳定深部岩体的作用。