[发明专利]一种螺旋齿牙式抑胀管及其使用方法

说明书

本发明涉及一种螺旋齿牙式抑胀管及使用方法，其中螺旋齿牙式抑胀管包括管体和管体外侧的螺旋齿牙结构，所述螺旋齿牙结构与管体为一体结构，是用焊接或滚压机直接在管体外侧滚压出的螺线形齿形结构，且螺旋齿牙结构的高度自管体里端向外逐渐增高，以利于旋入安装。本发明利用螺旋齿牙结构在管体进入锚孔后，齿牙嵌入锚孔周围岩石，嵌入岩石的齿牙结构在锚孔轴线方向上有着抑制围岩的松动或碎胀变形的作用，从而减小了破碎圈的扩展，达到抑胀目的。

技术领域

本发明涉及巷道围岩破碎圈加固领域，尤其涉及到一种螺旋齿牙式抑胀管及其使用方法。

背景技术

矿山巷道由于受支承压力的影响，在巷道表层围岩中产生塑性圈、裂隙圈和破碎圈，岩体体积逐渐变大，由里向外推移岩体，产生碎胀。岩体损伤的程度由里层向外层变得越来越大，承载能力也越来越小，因此，外层的岩体将失去对内部岩层向外膨胀的抵抗能力，造成了塑性圈、裂隙圈和破碎圈岩层向外层碎胀变形成为了无控制状态。过度的碎胀变形将会造成局部围岩脱离母体岩层的支承，形成局部围岩失稳，导致巷道片帮、冒顶或底臌等事故。目前锚杆、锚索支护体系是通过托盘提供轴向约束力抑制巷道围岩碎胀变形的，这种托盘很不适应不均匀围岩碎胀，但是，不均匀的碎胀力通过托盘的杠杆作用，会放大一些不可预测的弯、扭、剪附加力，对锚杆、锚索产生拉、弯或剪等形式的破坏，一旦锚杆、锚索断裂支护体系就失效了，因此，抑制围岩的碎胀现象在巷道支护体系中显得非常重要。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种螺旋齿牙式抑胀管及其使用方法，通过对破碎圈碎石的挤压实现对内胀力的缓冲，从而减小了巷道变形。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种螺旋齿牙式抑胀管，包括管体和固接于管体外表面的螺旋齿牙结构，所述螺旋齿牙结构的轴线与管体一致，且螺旋齿牙结构与管体融为一体。

本方案在使用时，可先打锚孔并扩孔，扩孔直径略小于螺旋齿牙结构的外径，使螺旋齿牙在安装时可以旋入锚孔扩孔段围岩中，嵌入岩石的齿牙结构在锚孔轴线方向上有着抑制围岩的松动或碎胀变形的作用，从而减小了破碎圈的进一步扩展，达到抑胀目的；螺旋齿牙结构与管体为一体结构，可通过焊接或滚压机直接在管体外侧滚压出的螺线形齿形结构，加工方便。

作为优化，管体里段螺旋齿牙结构的高度自管体里端向外逐渐增大，管体外径与2倍最小齿牙高度的和小于锚孔扩孔段的直径；管体外段螺旋齿牙结构的高度为等高，管体外径与2倍最大齿牙高度的和大于锚孔扩孔段的直径。本优化方案管体里段螺旋齿牙结构的高度自管体里端向外逐渐增大，有利于旋入安装，管体外径的设置，便于螺旋齿牙抑胀管安装后齿牙能够嵌入到围岩体中。

作为优化，所述管体的外端同轴固接有拧动块，所述拧动块的外表面设有至少两个相对的平面。本优化方案通过设置拧动块，方便抑胀管与动力设备连接，设置的至少两平面，可避免拧动时打滑。

作为优化，所述拧动块一端伸至管体内且与管体通过螺纹连接，便于安装时能够传递力矩，安装后能够卸下，安装锚杆托盘；拧动块另一端位于管体外侧且设有外六方，设有的六方便于安装时连接钻机；拧动块内开设有连通管体内的通孔，通孔直径大于锚杆或锚索的直径，便于安装时锚杆、锚索从中穿过。

作为优化，所述拧动块上的六方外径大于管体螺旋齿牙结构的小径，小于螺旋齿牙结构的大径，拧动块上的螺纹自六方的端面向拧动块端部延伸。本优化方案利用六方对拧动块拧入管体的深度进行定位，避免螺纹受损，同时方便掌握拧入深度，使安装更加快捷。

上述螺旋齿牙式抑胀管的使用方法，包括如下方面：

a、先监测或预计巷道围岩未来承压时的松动圈范围，然后在巷道内壁上开钻能够直接安装锚杆或锚索的锚孔，锚孔直径与锚杆或锚索相匹配，锚孔深度必须满足在松动圈范围之外有足够的锚固段。在巷道围岩的松动圈范围，由孔口向里扩孔，扩孔的锚孔直径略小于螺旋齿牙结构的外径，深度大于巷道围岩松动圈范围。