[发明专利]抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件的吸能锚固方法

说明书

抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件，包括自上而下依次设置的普通平锚固托盘、锥形钢管和碟形托盘，锥形钢管呈上细下粗的圆锥筒结构，锥形钢管上端与普通平锚固托盘下表面固定连接，锥形钢管下端与碟形托盘上表面固定连接，普通平锚固托盘上开设有第一锚杆穿孔，碟形托盘上开设有第二锚杆穿孔，第一锚杆穿孔、锥形钢管和第二锚杆穿孔的中心线重合。本发明公开了还抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件的吸能锚固方法。本发明具有不易发生变形卸载或断裂、适应变形能力强、能够持续让压、安装方便等优点,降低了矿山深部冲击地压巷道的支护成本,提高了矿山生产工作的安全系数,保证深部巷道围岩锚杆支护系统的有效性和安全性。

技术领域

本发明属于矿用安全生产支护设备技术领域，具体涉及一种抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件及其吸能锚固方法。

背景技术

冲击地压和煤与瓦斯突出等矿井动力灾害是在采矿过程中遇到的重大灾害,由此对巷道围岩造成的冲击破坏是影响矿井安全的关键问题之一。因锚杆支护具有巷道断面利用率高、施工方便、成本低廉、回采速度快等优点，已成为矿井巷道安全高效的主要支护方式,在我国矿井巷道中得到大面积推广应用。锚固托盘是锚杆支护系统中的一个重要部件，是锚固系统产生锚固力不可缺少的部件，其作用是，一方面通过压紧托盘给锚杆施加预应力，并使预应力扩散到锚杆周围的煤岩体中，实现锚杆的主动、及时支护，另一方面围岩变形使载荷作用于托盘上，通过托盘将载荷传递到锚杆杆体，锚杆变化的载荷又通过托盘扩散到围岩中，从而改善围岩的应力状态，控制围岩变形与破坏。

随着开采深度的逐渐增加，地质条件越来越复杂，巷道围岩也常常表现出高应力、大变形，甚至是突然的动力破坏，锚杆系统的设计既要提供足够的承载力，又要实现让位让压吸能。而目前矿井使用的锚固托盘，包括平板形托盘、铸铁托盘、碟形托盘等，冲击载荷作用下易发生突然变形卸载或断裂的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件及其吸能锚固方法，其具有不易发生变形卸载或断裂、适应变形能力强、抗冲击能力强、能够持续让压、结构简单、加工方便、性能安全可靠、安装施工工艺简单等优点，可降低矿山深部冲击地压巷道的支护成本，提高矿山生产工作的安全系数，克服现有技术的缺陷，保证深部巷道围岩锚杆支护系统的有效性和安全性，提高对矿山深部冲击地压巷道围岩锚杆支护系统理论的深入研究水平，确保矿山巷道支护安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件，包括自上而下依次设置的普通平锚固托盘、锥形钢管和碟形托盘，普通平锚固托盘与碟形托盘平行设置，锥形钢管呈上细下粗的圆锥筒结构，锥形钢管上端与普通平锚固托盘下表面固定连接，锥形钢管下端与碟形托盘上表面固定连接，普通平锚固托盘上开设有第一锚杆穿孔，碟形托盘上开设有第二锚杆穿孔，第一锚杆穿孔、锥形钢管和第二锚杆穿孔的中心线重合。

碟形托盘的中部向下冲压形成向下凸出的球壳，球壳沿垂直方向的中心线与锥形钢管的中心线重合，第二锚杆穿孔开设在球壳底部。

普通平锚固托盘和碟形托盘均由长、宽均为150mm，厚为15mm的钢板制成，第一锚杆穿孔、锥形钢管上端口和第二锚杆穿孔的直径均相等，锥形钢管下端口的直径与球壳上端口的直径一致。

抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件的吸能锚固方法，包括以下步骤：

（1）截取呈正方形的普通平锚固托盘和碟形托盘，在普通平锚固托盘的中心处钻出第一锚杆穿孔，在碟形托盘的中心处向下冲压一个球壳，在球壳上底部钻出第二锚杆穿孔；

（2）将锥形钢管上端与普通平锚固托盘下表面焊接，锥形钢管下端与碟形托盘上表面焊接，这样就使普通平锚固托盘、锥形钢管和碟形托盘焊接为一体；