[发明专利]锚杆径向限位碎袋装置及其工作方法

说明书

锚杆径向限位碎袋装置，包括锚杆杆体，锚杆杆体上设置有两列关于锚杆杆体中心线对称的左旋结构，每列左旋结构均由沿锚杆杆体的长度方向均匀间隔设置的若干条左旋肋组成，每条左旋肋的的两端的厚度逐渐变薄形成楔形面，楔形面与锚杆杆体外圆平滑过渡，锚杆杆体上套设有至少两个与左旋肋的楔形面定位卡紧的对中破袋构件。本发明还公开了锚杆径向限位碎袋装置的工作方法。本发明充分考虑了锚杆结构特点，使其更加符合在锚杆支护中的应用，充分保证装置工作效果，提高破袋效率和锚固质量，具有结构设计简单合理、工程应用方便，可广泛应用于矿山、隧道、堤坝、边坡等支护施工中，有效提升锚杆支护质量，具有重要的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于矿山、隧道、边坡等支护或加固技术领域，具体涉及一种锚杆径向限位碎袋装置及其工作方法。

背景技术

锚杆支护技术从二十世纪五十年代开始在我国煤矿岩巷支护中得到应用，历经六十多年的发展，锚杆支护技术从理论基础、支护材料、施工工艺等多方面取得了长足的发展，锚杆类型也从最初的机械锚固锚杆发展到如今的树脂锚杆，支护体对围岩的控制及加固能力得到了显著得提升。但在锚杆支护应用过程中，也存在一些问题，在一定程度上削弱了锚杆支护结构的性能，影响锚杆支护强度，例如，锚杆在钻孔中的居中和树脂锚固剂包装袋的破碎等问题，都会对锚杆支护理论强度产生影响。由于在使用锚杆进行支护时，杆体直径相较于钻孔直径较小，钻孔直径通常为28.0~32.0mm，锚杆杆体公称直径通常采用16.0~25.0mm，同时在遵循施工要求“三径匹配”原则下，杆体直径、钻孔直径和树脂锚固剂直径间又有严格的对应关系，此时施工过程中，锚杆杆体和钻孔壁间会存有较大空间，同时单纯的锚杆杆体在搅拌树脂锚固剂时，也不能对树脂锚固剂包装袋起到充分的破碎作用，有时甚至出现杆体刺破包装袋后，杆体被大面积树脂锚固剂包装袋包裹的现象。锚杆直径小于钻孔直径，往往造成锚杆在钻孔内无法居中，锚杆的居中度，会严重影响应力在支护结构内的分布特点，据已有研究表明锚杆居中度差时，会显著降低锚杆锚固力，同时，包装袋的破碎程度会影响树脂锚固剂搅拌混合及粘结效果，也会严重影响锚杆支护质量。因此针对上述问题，亟需一种的结构简单，操作方便的装置，去有效解决该问题，进一步提高锚杆支护性能。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种锚杆径向限位碎袋装置及其工作方法，其可有效解决锚杆支护施工过程中，锚杆在钻孔内径向位置难以限定、锚杆对中效果差及树脂锚固剂包装袋破碎程度低等问题，显著增强锚杆对围岩变形及破坏的控制能力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：锚杆径向限位碎袋装置，包括锚杆杆体，锚杆杆体上设置有两列关于锚杆杆体中心线对称的左旋结构，每列左旋结构均由沿锚杆杆体的长度方向均匀间隔设置的若干条左旋肋组成，每条左旋肋的的两端的厚度逐渐变薄形成楔形面，楔形面与锚杆杆体外圆平滑过渡，锚杆杆体上套设有至少两个与左旋肋的楔形面定位卡紧的对中破袋构件。

每个对中破袋构件均包括中空且两端通透的圆套筒，圆套筒的内壁设置有两根约束纵筋和两根卡紧纵筋，两根约束纵筋和两根卡紧纵筋均平行于圆套筒的中心线，两根约束纵筋关于圆套筒的中心线对称设置，两根卡紧纵筋关于圆套筒的中心线对称设置，约束纵筋和卡紧纵筋的长度均大于相邻两条左旋肋之间的轴向距离，两根约束纵筋之间的距离等于锚杆杆体的直径，两根卡紧纵筋的距离大于锚杆杆体的直径且小于左旋肋的最大回转直径，距离最近的一根卡紧纵筋与一根约束纵筋所对应的圆心角A小于两列左旋肋紧邻的端部对应的圆心角B；

圆套筒套在锚杆杆体外部，两根约束纵筋与锚杆杆体的外圆接触，两根卡紧纵筋分别与两列左旋肋上的楔形面压接配合。

圆套筒的外圆周沿轴向方向设置有2-4层限位结构，每层限位结构包括沿圆套筒的圆周方向均匀布置的3-4个限位叶片，每个限位叶片均为圆弧形片状结构，单个限位叶片范围所对应的圆心角C为45°~60°，限位叶片的回转直径略小于钻孔的孔径。