[发明专利]一种可施加预紧力的让压锚杆及其使用方法

说明书

本发明公开了一种可施加预紧力的让压锚杆及其使用方法，通过对第二锚具的螺纹套筒施加旋转力，由于螺纹套筒此时套在阻断栓外部并与其螺纹连接，螺纹套筒旋转时，会使螺纹套筒对托盘施加压力，同时阻断栓及阻断螺母对第一锚具施加压力，进而对锚杆本体施加预紧力；在锚杆本体支护过程中，随着围岩变形压力持续增大，第二锚具受变形力挤压，当围岩变形压力对第二锚具施加的压力大于小径螺纹的轴向抗压力时，螺纹套筒和阻断栓之间的小径螺纹受力断裂被破坏，两者由螺纹连接变成滑动接触，此时托盘推动第二锚具向让压阻断装置移动，给予锚固围岩一定的变形空间，从而实现锚杆的让压支护，直至阻断栓完全进入螺纹套筒内，让压结束。

技术领域

本发明涉及一种让压锚杆及其使用方法，具体是一种可施加预紧力的让压锚杆及其使用方法。

背景技术

随着我国煤炭开采不断向深处转移，所处软岩中的巷道越来越多，对于深埋软岩巷道而言，其主要特点是两个：一是高地应力条件下围岩极易发生时效变形；二是围岩大变形作用下支护结构容易失效。目前，在应对高地应力软岩巷道大变形问题时，主流的支护理念是“强支硬顶”，即采用大刚度、高强度的支护结构，以期能够尽早地约束围岩变形，但是，众多工程实践表明该种支护方法达到的效果往往并不尽如人意，围岩变形总是在经历多次支护、破坏、拆除后才能得到一定控制，造成了大量的资源浪费。近年来，基于围岩“能量吸收、变形释放”的支护理念，让压支护(亦称柔性支护)方案开始在科研与实践工程中得以探索和实施。所谓让压支护，即要求支护结构具有适应围岩变形的能力在提供较高支护阻力的同时，又能够允许围岩产生一定的变形，释放部分围岩压力，以达到充分发挥围岩的自承载能力，优化支护结构受力，保障巷道安全的目的。但让压是具有一定程度的可控让压，这就意味着需要对锚杆施加一定的预紧力，因此，如何能对锚杆施加一定预紧力，同时能在支护过程中对围岩变形提供一定的让压支护是本行业的研究方向之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种可施加预紧力的让压锚杆及其使用方法，能方便的对锚杆施加预紧力，并且在支护过程中围岩压力过大时能允许围岩产生一定的变形，释放部分围岩压力，从而实现让压支护，保障巷道支护安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可施加预紧力的让压锚杆，包括第一锚具、让压阻断装置、第二锚具、托盘和锚杆本体；

所述让压阻断装置由阻断螺母和阻断栓组成，所述阻断栓为圆筒形，阻断栓内表面和锚杆本体表面均设有大径螺纹，使阻断栓能套在锚杆本体外部并与其螺纹连接；阻断螺母刚性连接在阻断栓一端、且两者同轴；

所述第二锚具由转动轴承和螺纹套筒组成，所述螺纹套筒内表面和阻断栓外表面均设有小径螺纹，使螺纹套筒能套在阻断栓外部并与其螺纹连接；转动轴承刚性连接在螺纹套筒一端、且两者同轴；所述第二锚具套在锚杆本体上时转动轴承与锚杆本体表面滚动接触；所述小径螺纹的轴向抗压力小于大径螺纹的轴向抗压力。

进一步，所述螺纹套筒的长度大于阻断栓的长度，使阻断栓能完全旋入至螺纹套筒内。

进一步，所述第一锚具外表面和螺纹套筒外表面的横截面均为六边形。这种形状方便对其旋转时施加旋转力。

一种可施加预紧力的让压锚杆的使用方法，具体步骤为：

A、先在所需支护巷道围岩壁上钻设锚杆孔，然后将锚杆本体一端打入锚杆孔内，并用锚固剂将该端与锚杆孔进行锚固，同时，使锚杆本体另一端处于锚杆孔外部，作为锚杆本体的孔外段；

B、将托盘、第二锚具、让压阻断装置和第一锚具依次安装在锚杆本体的孔外段，其中第二锚具的转动轴承与锚杆本体表面滚动接触；让压阻断装置中的阻断栓与螺纹套筒螺纹配合，先通过旋转阻断螺母使阻断栓完全旋入至螺纹套筒内，然后旋转第一锚具使其对让压阻断装置、第二锚具和托盘施加压力进行固定；