[发明专利]一种端头锚固增强型让压锚杆装置及其使用方法

说明书

本发明公开的一种端头锚固增强型让压锚杆装置及其使用方法，属岩土工程支护技术领域。包括锚杆、托盘、串联压缩弹簧、圆形阻尼导轨、弹性树脂吸能球、水泥药卷、滑动式环形针刺、激发撞针及气体发生器，通过串联压缩弹簧、圆形阻尼导轨内的弹性树脂吸能球内外协同变形压缩，同时具有大变形让压和增强锚杆锚固力的性能。在围岩发生大变形时，串联压缩弹簧与弹性树脂吸能球变形让压，让压过程即将结束时，击发撞针触发气体发生器，推动滑动式环形针刺刺破水泥药卷，增加锚固段长度。适用于围岩较为破碎的地下工程支护领域，具有结构简单、锚固性强、让压大变形和易于安装的优点。

技术领域

本发明涉及一种锚杆装置及其使用方法，尤其适用于软弱破碎围岩地下工程支护技术领域使用的一种端头锚固增强型让压锚杆装置及其使用方法。

背景技术

锚杆(索)是岩土工程支护领域中最基本也是最经济有效的支护方式，无论是地下工程的永久性支护或是临时性支护，锚杆(索)是地下工程支护体系的重要组成部分。随着矿产资源开采走向深部，高地应力巷(隧)道围岩支护难题愈加明显，围岩垮落、冒顶等事故频发，对预应力让压锚杆(索)支护技术提出了新挑战，需要更为合理科学的支护技术去解决这些问题。

锚杆(索)支护结构对的基本组成部分有锚杆(索)杆体、托盘和螺母，为解决上述支护难题，经过不断改进，推陈出新，出现了许多不同结构形式的让压锚杆(索)，这些让压锚杆(索)或是在结构形式改变，或在材料方面进行研发。如CN108071410A在锚杆端部设置楔形增阻块，CN109184765A在锚孔内增加液压缸柱筒和活塞，CN208702439U使用钢支护管和钢绞线连接两段锚杆实现柔性让压，CN201888997U使用光固化玻璃增强筋代替传统钢制锚杆，上述让压锚杆皆是从杆体或让压结构的角度出发进行改进创新，以求达到大变形让压的效果，但却忽略了锚杆支护最重要的性能指标-锚固力(抗拔力)，在让压结构达到其工作能力极限后，如何才能让锚杆充分发挥较好的抗拔能力，即锚杆不易被拔出则可继续发挥锚杆加固围岩的作用。尤其对于软弱破碎围岩，由于锚固剂与围岩体间的锚固效果差，造成锚杆(索)锚固力不足(锚固不可靠，锚杆不能生根)，引起锚杆(索)极易被拔出而失效，无法发挥锚杆对围岩体的支护作用。因此，急需研制一种既能实现大变形让压又能增强锚固性能的锚杆装置，以解决软弱破碎围岩地下工程(巷道、隧道、隧洞)大变形支护技术难题。

发明内容

技术问题：本发明的提供了一种端头锚固增强型让压锚杆装置及其使用方法，不仅有大变形让压功能，还具有二次扩大锚固段的功能，以解决现有让压锚杆装置在应对软弱破碎围岩地下工程面临的锚固力不足的问题。

技术方案：本发明端头锚固增强型让压锚杆装置，其特征在于：包括锚杆杆体，锚杆杆体前端设有端头锚固装置、二次锚固装置，尾部设有让压固定装置；其中端头锚固装置设置在锚杆杆体的前端，二次锚固装置紧挨端头锚固装置设置在锚杆杆体上，让压固定装置设置在锚杆杆体尾端；

所述端头锚固装置包括圆形阻尼导轨以及通过止退螺母固定在锚杆杆体前端的高阻尼橡胶活塞，圆形阻尼导轨为筒状活塞缸结构，并设置在高阻尼橡胶活塞外侧，圆形阻尼导轨的开口处通过设置在锚杆杆体上的导轨封闭环封闭，导轨封闭环与圆形阻尼导轨之间设有多个螺栓，导轨封闭环与高阻尼橡胶活塞之间在圆形阻尼导轨内填充有多个弹性树脂吸能球；

所述二次锚固装置设置在锚杆杆体上位于端头锚固装置后方，包括紧贴导轨封闭环后方围绕锚杆杆体设有水泥药卷，水泥药卷后方的锚杆杆体上顺序设有水泥药卷破封装置和力发生装置；

所述让压固定装置包括设置在锚杆杆体尾端的橡胶垫板和托盘，托盘后方设有垫圈和紧固螺母，垫圈与托盘之间设有串联压缩弹簧。

所述的水泥药卷破封装置包括相互匹配的多孔环形隔离板和滑动式环形针刺，多孔环形隔离板设置在滑动式环形针刺与水泥药卷之间并保证滑动式环形针刺无法接触水泥药卷，当滑动式环形针刺受到来自后方足够的挤压力后能够通过多孔环形隔离板伸出并刺破水泥药卷。