[发明专利]摩擦锚杆

说明书

一种摩擦锚杆组件，其用以摩擦地接合在岩层中形成的钻孔。该组件包括伸长管和经由伸长杆或缆索由锚固器机构作用的扩展器机构。保持器机构被安装用以在所述杆或缆索断裂时在所述杆或缆索和所述管之间作用，以防止所述杆或缆索从所述组件弹出。

技术领域

本发明涉及在岩层中使用以稳定岩层以免破裂或坍塌的摩擦锚杆组件，并且特别地但非排它地涉及一种摩擦锚杆，该摩擦锚杆构造用以在锚杆的部分响应于拉伸力和/或剪切力断裂将锚杆的所有部件都保持在所述组件内。

背景技术

通过将钻孔钻凿到岩层中、将岩石锚杆插入到钻孔中并且扩展锚杆的部分以提供抵靠钻孔表面的摩擦锁定而安装扩展岩石锚杆。扩展岩石锚杆包括通常纵向裂开的伸长的管，其中扩展器机构定位于管内，通常朝向被首先插入在岩层或者岩壁中的钻凿出来的钻孔内的管的前端。扩展器机构被连接至延伸至岩石锚杆的尾端并且附接至锚固器的柔性缆索或实心杆，使得通过拉动或者旋转缆索或杆，实现扩展器机构的扩展。

被钻凿到岩层中的钻孔的直径趋向于比管的外径小，使得管在使锚杆扩展之前已经在钻孔内摩擦配合，这使得岩石锚杆与钻孔壁的摩擦接合最大化。这种插入方法相对地简单，与采用树脂或者水泥浆以将岩石锚杆锚固在钻孔内的其它形式的岩石锚杆不同。包括大体上圆形的管以容纳伸长的摩擦锚杆的示例性摩擦锚杆组件在WO 2010/104460、US4,859,118和AU 2012-209052中进行了描述。

树脂锚固的锚杆通常包括树脂筒，在锚杆插入之前，该树脂筒需要插入到钻孔中。树脂筒的插入有时非常困难，这是因为通常隧道壁延伸至相当的高度，所以可能不便进出树脂筒所要插入的钻孔。另外，所采用的树脂相对昂贵并且具有有限的保质期。

水泥浆岩石锚杆比树脂锚固的锚杆廉价，但是水泥的应用比树脂的应用更费力。水泥灌浆需要水泥混合设备以及泵送和输送设备，用以将混合后的水泥输送到钻孔中。

树脂或者水泥锚固的岩石锚杆通常锚固在钻孔中，用以与摩擦岩石锚杆相比提供更大水平的岩石加固或者稳定作用，这是因为与摩擦岩石锚杆的摩擦接合相比，通常在钻孔壁和树脂或者水泥之间具有更好的结合作用。而且，水泥锚固的岩石锚杆通常能够沿岩石锚杆和钻孔壁的全部长度实现结合。然而，安装速度和成本的优势使得摩擦岩石锚杆在适当的环境下具有吸引力。

如果锚杆暴露于由锚杆已经被安装到的岩层引起的过量负荷，则任何形式的岩石锚杆都易于失效。失效能够是拉伸或者剪切失效，或者失效能够是拉伸和剪切失效的组合。在扩展岩石锚杆中，锚杆能够由于管破裂而失效。只要锚杆的杆或缆索不是也失效，则通常能够容忍这种失效。然而，如果岩石锚杆被施加负荷的程度达到管以及杆(或缆索)两者都失效，则存在朝向钻孔的敞开端(岩石锚杆的尾端)的岩石锚杆的那一段能够以相当大的动量从钻孔弹出的潜在可能，从而对于紧邻的工人和设备造成危险。能够从钻孔弹出的岩石锚杆的那一段能够包括杆或缆索以及管的一部分、(附接至缆索或者杆的尾端的)锚固器机构和岩板。另外，弹出的那一段中还能够包括其它附件。因此，所需要的是解决这些问题的摩擦锚杆组件。

发明内容

本发明的目的是提供一种摩擦锚杆组件，其构造用以在组件的部分断裂时防止组件的至少一部分且特别是该组件的向后端部部分在负荷的作用下弹出。因此，具体目的是提供一种减少人员的安全危险和岩石锚杆附近的设备损坏的可能性的摩擦锚杆组件。

本发明的另一个具体目的是提供一种岩石锚杆组件，其构造成经由一个或多个机构保持组件的断裂或破裂的部件，该组件在使用期间不要求组件的管部分被置于轴向张力下，这否则可能导致管破裂或裂开且在使用中从岩层钻孔中弹出。因此，具体目的是提供这样一种岩石锚杆组件，在该组件中，置于拉伸负荷下的仅有的部件包括在岩石锚杆组件内轴向地延伸的杆或缆索。