[发明专利]一种可压缩性垫板装置及利用该装置的锚索锚固方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山巷道工程用具领域，特别涉及一种高应力大变形巷道的锚固支护中实现让压变形的可塑性垫板装置以及一种将锚索锚固的方法。

背景技术

锚索是通过外端固定于巷道表面，另一端固定在巷道围岩的深层岩体中穿过滑移面的预应力钢绞线。垫板是与巷道表面紧贴的一块金属板，上面有圆孔供锚索通过。

目前，预应力锚索支护施工中，是将锚索放入钻孔后，用垫板套过锚索凸露端头紧贴巷道表面，然后用锁具施加一定的预应力锁紧锚索，该方法在浅部矿井中适应性较强。但是，随着煤矿开采深部的不断增加，围岩及支护结构受到的地应力越来越大，其变形较大。因此，如果只简单的施加预应力进行锚索支护，当锚索上所施加的预应力较小时，将会导致巷道围岩变形过大而使锚索被拉断或拨出等现象，最终使锚索失去支护作用。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种能有效应对深部矿井巷道支护所面临的大变形、高应力问题的可压缩性垫板装置及利用该装置的锚索锚固方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种可压缩性垫板装置，包括有内垫板、外垫板和U型钢； U型钢的凸面对应外垫板，底脚对应内垫板；内垫板、外垫板和U型钢的中心处均开有圆形通孔；所述U型钢能产生可塑性变形。

进一步的，可压缩性垫板装置中的内垫板和外垫板均为高强度的钢制金属垫板。

一种利用可压缩性垫板装置的锚索锚固方法，其步骤为：

1）采用与锚索相配备的凿岩机、钻杆和钻头在围岩内部开钻钻孔；

2）清洗钻孔，将锚固剂药卷放入钻孔底端，再将锚索放入钻孔；

3）利用风动搅拌器将药卷打碎；

4）在锚索凸露端依次装上内垫板、U型钢、外垫板，所述U型钢的凸面对应外垫板，底脚对应内垫板；安装好后，用锚固预紧千斤顶将锁具锁紧并施加预应力。

本发明的有益效果是：可压缩性垫板装置的内外垫板取材于高强度的钢制金属，安全可靠；而具有良好可缩性及较高强度的U型钢为整个装置的可缩性变形空间提供了关键支护作用，便于取材；整个装置实现了被动与主动支护相结合，克服了传统锚固法支护中围岩不能产生可控变形释放一定应力的缺陷，而且强度高，不易于压破。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明在施工过程中的示意图。

图中, 1.内垫板、2.外垫板、3.U型钢、4.锚索、5.锁具、6.通孔 、7. 通孔、8. 通孔。

具体实施方式

下面结合附图1和2以及具体实施例对本发明进行详细的说明。

图1为可压缩性垫板装置的结构图。如图所示：一种可压缩性垫板装置包括有内垫板1、外垫板2和U型钢3； U型钢3的凸面对应外垫板2，底脚对应内垫板1；所述内垫板1的中心处开有圆形通孔 6，外垫板2的中心处开有圆形通孔 7，U型钢3的中心处开有圆形通孔 8； U型钢3能产生可塑性变形。其中外垫板2采用尺寸150mm×150mm×10mm的钢板制成，内垫板1采用尺寸350mm×350mm×10mm的钢板制成。

图2为可压缩性垫板装置在施工过程中的示意图。在施工过程中，利用可压缩性垫板装置的锚索锚固方法步骤为：

第一步：采用与锚索相配备的凿岩机、钻杆和钻头在围岩内部开钻直径为32mm或28mm的钻孔；

第二步：待钻孔清洗干净后，将锚固剂药卷放入，锚索4紧跟其后缓缓放入钻孔，直至确保药卷抵达钻孔底端；

第三步：利用风动搅拌器将药卷打碎以便锚固端锚固稳固；

第四步：在锚索4凸露端依次装上内垫板1、U型钢3、外垫板2，所述U型钢3的凸面对应外垫板2，底脚对应内垫板1；最后用锚固预紧千斤顶将锁具5锁紧并施加一定的预应力。

这样就完成了利用可压缩性垫板装置的锚索锚固方法。