[发明专利]一种提高锚杆抗剪切性能的套筒组件及包括该组件的锚杆

说明书

本申请属于锚杆辅助部件领域，尤其涉及一种用于抗剪切套筒组件及包括该组件的锚杆，所述套筒组件包括套筒(2)，所述套筒(2)设置在锚杆杆体(1)带托盘(4)的内侧端，所述套筒(2)与锚杆杆体(1)之间设置O型密封圈(3)；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体(1)托盘(4)外侧端的铁垫片(7)、塑料垫圈(6)、球垫(5)，所述球垫(5)的外端设置有固定阻尼螺母(8)。本申请的整体设计可有效减少孔口及附近围岩错动而导致的锚杆破断量，提高锚杆支护系统的抗剪切能力，进而降低因补打锚杆而增加的成本，减少工人体力劳动，改善巷道锚杆支护效果，提高巷道支护的安全性。

技术领域

本申请涉及一种提高锚杆抗剪切性能的套筒组件及包括该组件的锚杆。

背景技术

在巷道的锚杆支护过程中，巷道孔口及孔口一定范围内，由于围岩松动破碎，在外界应力作用下，围岩发生移动或者错动，而此时受力较大的锚杆，在遭受来自围岩错动的剪应力作用下发生破断，该种现象在煤矿锚杆支护过程中非常常见，锚杆的破断成为巷道发生事故的重大隐患。经观察，锚杆破断位置多集中在与托盘接触位置和距孔口0～1m之间位置。

锚杆破断后，为有效控制巷道变形，预防事故的发生，常采用及时补打锚杆的方法进行补强支护，这样导致支护成本高，并严重影响了巷道的支护效果以及巷道正常掘进施工速度，巷道支护的安全性难以得到保证，所以研发一种新型抗剪切锚杆是十分重要的。

发明内容

本申请针对上述的问题，提供了一种结构简单、使用效果好的抗剪切套筒组件及包括该组件的锚杆，能够防止锚杆被切断。

为了达到上述目的，本申请采用的技术方案为：本申请提供一种用于提高锚杆抗剪切性能的套筒组件，所述套筒组件包括套筒，所述套筒套装在锚杆杆体外侧且位于锚杆的托盘的内侧端，所述套筒与锚杆杆体之间设置固定套筒位置的O型密封圈；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体托盘外侧端的球垫、塑料垫圈、铁垫片，所述铁垫片的外端设置有固定阻尼螺母。

作为优选，所述套筒的长度为100-1000mm，所述套筒的管壁为2.5-3mm；所述套筒内直径比锚杆直径大6-8mm，所述套筒内部O型密封圈的线径为2.5mm。

作为优选，所述球垫的规格型号为φ50mmXφ25mmX13mm。

一种锚杆，包括锚杆杆体和套筒组件，所述锚杆杆体上设置托盘，所述套筒组件包括套筒，所述套筒套装在锚杆杆体外侧且位于安装托盘的内侧端，所述套筒与锚杆杆体之间设置固定套筒位置的O型密封圈；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体托盘外侧端的球垫、塑料垫圈、铁垫片，所述铁垫片的外端设置有固定阻尼螺母。

作为优选，所述锚杆杆体的长度为1.8-2.8m，所述锚杆杆体的直径为18-22mm。

作为优选，所述锚杆杆体采用无纵肋锚杆钢，其化学成分包括质量分数≤0.3％的C、质量分数≤0.8％的Si、质量分数≤1.6％的Mn、质量分数≤0.04％的P、质量分数≤0.04％的S，其力学性能中的屈服强度R_el不小于500MPa、抗拉强度R_m不小于700MPa，其弯曲性能要求中的弯芯直径a为公称直径(18～22mm)的6倍，其冲击吸收能量(KV2)≥110J。

作为优选，所述托盘外侧设有内槽，所述内槽为圆弧槽形状，所述球垫由圆弧孔绕其中轴线自由的旋转，旋转角度0-30°，球垫进入托盘内槽深度为托盘厚度的2/3以上，从而保证锚杆杆体与托盘不接触，有效防止锚杆发生孔口剪切。

作为优选，所述圆弧孔为托盘的现有孔处进行扩孔产生。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果在于：