[发明专利]一种全长锚固支护的协调变形锚固装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工程岩体支护的全长锚固支护的协调变形锚杆装置。

背景技术

随着采矿等地下工程不断的向深部发展，迫切需要一种高效、安全、稳定的支护手段来控制深部工程岩体的稳定。全长锚固型锚杆作为一种主动支护形，由于能持续、稳定地提供高支护力，而且可靠性较好而得到广泛的应用。但是它对具有大变形的高应力软弱围岩的控制效果不如端锚锚杆。全长锚固锚杆没有自由段，因此，变形量有限，在围岩变形量较大之处，应力急剧增加，在围岩变形量较小的部位锚杆受力较小，这种变形的不均匀导致了应力分布的不均匀从而使锚杆产生断裂、滑脱等失稳现象。对于端锚锚杆，在锚固段和锚杆垫板间有自由段，能够产生一定的变形，将浅部围岩的变形转移一部分到深部岩体中，但是其锚杆上的应力在锚固段处集中，易产生断裂等失稳现象。究其原因，在岩围岩变形的不均匀导致锚杆受力的不均匀，以及现有全长锚固锚杆和端部锚固锚杆的协调变形能力较差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种使得围岩变形的均匀性好和锚杆支护协同能力好的全长锚固协调变形锚杆装置。

本发明采用的技术方案是：包括锚杆、垫板和螺母，所述的锚杆包括外螺纹端部、杆体部及螺纹钢端部，所述的外螺纹端部及螺纹钢端部分别位于杆体部的后端和前端，所述的杆体部上套装有弹簧或钢绞线制成的线圈，线圈的两端焊接在杆体部上，所述的垫板套装在外螺纹端部上，所述的螺母与外螺纹端部的外螺纹连接固定垫板。

上述的全长锚固协调变形锚杆装置中，所述的螺纹钢端部设有内螺纹，并与外螺纹端部的外螺纹相配，还包括加长锚杆，加长锚杆的结构与锚杆的结构相同，将加长锚杆的外螺纹端部与螺纹钢端部螺接。

上述的全长锚固协调变形锚杆装置中，所述的垫板呈弓形。

    与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在锚杆杆体部及加长锚杆杆体部上均设有弹簧或钢绞线制成的线圈，通过锚固介质与弹簧或钢绞线制成的线圈的作用以及锚杆及加长锚杆自身的增长，能够实现全长锚固锚杆与围岩的协调变形，避免了全长锚固锚杆变形量小的缺陷和端锚锚杆锚固段应力集中的缺陷，提高了全长锚固锚杆对大变形围岩的控制作用；本发明还可实现深孔、加长、分段锚固，从而形成锚杆及加长锚杆与围岩分段协调变形，将围岩变形进一步均匀化，实现锚杆全长均匀承载，对深部工程岩体具有较高的实用价值。

附图说明

    图1为本发明的实施例1的结构示意图。

图2为本发明的实施例2的结构示意图。

图3为本发明的实施例2分解后的结构示意图。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1所示的是本发明的一个实施例，包括锚杆1、垫板3和螺母2，所述的锚杆1包括外螺纹端部12、杆体部11及螺纹钢端部13，所述的外螺纹端部12及螺纹钢端部13分别位于杆体部11的后端和前端，所述的杆体部11上套装有弹簧或钢绞线制成的线圈14，弹簧或钢绞线制成的线圈14的两端焊接在杆体部上，垫板3套装在外螺纹端部12上，螺母2与外螺纹端部12的外螺纹连接，位于垫板3的后方，用于固定垫板3。所述弹簧或钢绞线制成的线圈14的直径大于杆体部11的直径，使得锚固剂能够同时与弹簧或钢绞线制成的线圈14和锚杆1相粘结。

所述的杆体部11和外螺纹端部12均是由高强度钢材所制而成，能提供较大支护力，而且具有一定的拉伸变形能力。杆体部11和外螺纹端部12之间的螺纹钢端部分采用平滑过渡，同时，通过冷作硬化提高螺纹钢端部分杆体强度，保证连接区域的稳定。

图2、图3所示的是本发明的另一个实施例，包括锚杆1和加长锚杆5、垫板3和螺母2，所述的所述锚杆1的螺纹钢端部13设有内螺纹，并与外螺纹端部12的外螺纹相配；所述的加长锚杆5的结构与锚杆的结构相同，加长锚杆5的外螺纹端部52与锚杆1的螺纹钢端部13螺接。

本发明还可以包括两根或两根以上的加长锚杆5，相邻的加长锚杆5之间通过一加长锚杆5的外螺纹端部52和另一加长锚杆5的螺纹钢端部53连接；连接后，前端的加长锚杆5的外螺纹端部52与锚杆1的螺纹钢端部13螺接。多根加长锚杆5及锚杆1的连接，实现多段协调变形的锚杆锚固。