[实用新型]一种拉力分散型双级恒阻应力释放锚杆

说明书

本实用新型公开了一种拉力分散型双级恒阻应力释放锚杆，包括锚杆体、连接件、第二级剪切吸能装置、第二级吸能杆体、第一级吸能套管、第一级吸能滑块、锚盘、锚固螺母、密封盖；第一级吸能滑块固定在第二级吸能杆体后端，并穿过第一级吸能套管和第二级剪切吸能装置，第二级吸能杆体与锚杆体通过连接件固接在一起；该锚杆通过锚盘与锚固螺母紧固在待支护围岩表面。通过与围岩的协同变形，在设定的锚固抗力阈值范围内，可提供两个级别的恒定锚固力和一个更高级别的非恒定锚固力。加工工艺简单、无特殊材料、成本较低，拉力分散、受力状态合理、系统可靠度高。尤其适用于深部金属矿开采过程中的岩爆防护及冒顶灾害防控。

技术领域

本实用新型涉及采矿工程及岩土工程领域，特别是涉及一种拉力分散型双级恒阻应力释放锚杆。

背景技术

随着浅部矿产资源的逐渐减少，深部开采已经成为未来矿业开发的必然趋势。区别于浅埋矿山，深部金属矿床开采面临着高应力、高井温、高井深的特殊开采环境，围岩在高应力、高井温条件下将表现出显著的流变特性，并呈现出“大变形”的特点，如软岩大变形、岩爆大变形等。此外，高应力环境导致的冒顶灾害风险也日益突出，严重威胁深部金属矿的安全高效开采。

岩土锚固技术作为维护岩体稳定、防控岩土灾害的有效手段，广泛应用于采矿工程及岩土工程中。应用锚杆或锚索对岩土体进行加固，与其他柔性支护手段相同，能够充分地发挥岩土体自身的稳定能力，具有低扰动、起效快、安全可靠、经济有效的优点。同时可与喷射混凝土、锚网、钢拱架等其他支护手段联合作用，广泛适用。

然而，传统的管缝式锚杆、钢筋锚杆等拉伸变形极限受到材料本身性质的限制，当岩体出现“大变形”时，往往表现为相对小变形的拉断失效、锚头拉脱等破坏，进而完全失去锚固抗力，导致工程岩体的破坏，造成地下工程的受损，甚至是发生人员受伤、设备受损的工程灾害事故。显然地，采用容许大变形而不失效的吸能锚杆/索是一种行之有效的解决手段。目前见诸报端的大变形锚杆/索从作用原理上大致可分为摩擦型、剪切型、活塞型、材料本质型及其他型，如Atlas Copco公司的Roofex大变形锚杆、挪威的D-bolt、中国矿业大学的He-bolt，中科院成都山地所的恒阻变形锚杆等。

目前众多大变形锚杆主要存在的问题是，结构可靠性及装置系统稳定性较差，单一级别恒阻力难以维持稳定，过大的恒阻力往往在锚杆/索材料本身已失效的情况下仍未发挥作用，部分大变形锚杆或材料成本高、或加工工艺复杂、或施工难度大，难以满足深部金属矿开采围岩支护需求。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种拉力分散型双级恒阻应力释放锚杆，其可提供两个级别的恒定的支护力、可靠度较高，可与围岩较大行程的协同变形，最终提供更高级别的稳定支护抗力，尤其适用于深部金属矿开采过程中的岩爆防护及冒顶灾害防控。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的拉力分散型双级恒阻应力释放锚杆，包括锚杆体、连接件、第二级剪切吸能装置、第二级吸能杆体、第一级吸能套管、第一级吸能滑块、锚盘、锚固螺母、密封盖；

所述的锚杆体与第二级吸能杆体通过连接件固接在一起；

所述的第一级吸能套管外部前端与所述第二级剪切吸能装置连接，后部依次固定连接所述的锚盘和锚固螺母，后端设置所述密封盖；

所述的第一级吸能滑块固定连接在第二级吸能杆体的后端，呈楔形。