[发明专利]一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法

说明书

本发明涉及一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法，包括翘壳锚头及与其螺纹连接的锚杆，翘壳锚头包括翘壳锚头杆体和翘壳锚头壳片，翘壳锚头杆体前端为片状楔形端头，末端为带有内螺纹的中空管体，楔形端头与中空管体间通过两侧开有槽口的中空段连接；工作时翘壳锚头壳片锲入锚头杆体中部两侧的槽口中；锚杆包括锚杆杆体、托盘和螺母，锚杆杆体前端有前端螺纹、末端有后端螺纹，锚杆杆体通过前端螺纹与中空管体螺纹连接。工作时，锚杆杆体推动翘壳锚片沿翘壳锚头的片状楔形端头向前滑移，至翘壳锚片向外张开受力。本发明安装简单、成本低廉，通过锚杆杆体的变形吸收能量，达到防冲的目的，为冲击地压矿井及工作面的有效支护提供了新的解决方案。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种翘壳式防冲锚杆及其支护方法。

背景技术

随着我国深部煤层开采的发展，出现围岩地应力增加及地质条件恶化，导致煤矿巷道顶板冒顶及片帮频发，也诱发了冲击地压、突出等多种地质动力灾害，严重威胁工程安全和资源的有效开采。仅运用原有浅部开采设计或普通树脂锚杆已不能满足深部复杂环境尤其是冲击地压矿井的支护需求，如何维护好巷道围岩使其安全有效的为矿井生产服务成为采矿工作人员急需解决的问题。现有设备中未有低成本、安装较为方便且专用于巷道冲击地压防冲锚杆。因此，亟需一种在不增加成本、不影响生产、不更新支护设备前提下用于冲击地压工作面或冲击地压矿井的防冲锚杆，为深部矿井安全高效生产提供重要保障。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明基于吸能防冲原理，提供了一种高实用性的翘壳式防冲锚杆及其支护方法，安装简单、成本低廉，为冲击地压矿井及工作面的有效支护提供了新的解决方案。

一种翘壳式防冲锚杆，包括翘壳锚头及与其螺纹连接的锚杆，所述翘壳锚头包括翘壳锚头杆体和翘壳锚头壳片，翘壳锚头杆体前端为片状楔形端头，楔形端头中部开设有凹槽；翘壳锚头杆体末端为带有内螺纹的中空管体，楔形端头与中空管体间通过两侧开有槽口的中空段连接；工作时翘壳锚头壳片锲入锚头杆体中部两侧的槽口中；所述锚杆包括锚杆杆体、托盘和螺母，锚杆杆体前端外部设置有前端螺纹、末端外部设置有后端螺纹，锚杆杆体通过前端螺纹与翘壳锚头杆体的中空管体螺纹连接；托盘套设在锚杆杆体上，固定在工作面巷帮表面；螺母与后端螺纹连接，施加预紧力。

所述翘壳锚头壳片外侧为弧形的叠状外壳，翘壳锚头壳片的内侧为纵向截面为直角梯形的直角梯形内支撑柱，叠状外壳固定在直角梯形内支撑柱的下底一侧。

所述叠状外壳包括紧密排列的多排弧段圆台形凸起，圆台形凸起的底边即长边靠近直角梯形内支撑柱的直边腰一侧。

上述的一种翘壳式防冲锚杆的支护方法，包括以下步骤：

步骤1：在工作面巷帮布置钻孔，用锚杆钻机打孔；

步骤2：将两个翘壳锚头壳片的直角梯形内支撑柱部分锲入锚头杆体中部两侧的槽口，直角梯形内支撑柱的直边腰抵在中空管体的上端面，并用皮筋或细铁丝箍好，将锚杆杆体前端带有前端螺纹的部分拧入翘壳锚头杆体的中空管体部分，直至锚杆杆体前端接触锚头壳片底部；

步骤3：将步骤2中安装好的锚杆杆体及翘壳锚头塞入步骤1中钻好的钻孔中，至翘壳锚头前端接触钻孔底部，继续拧入锚杆杆体，锚杆杆体推动翘壳锚片沿翘壳锚头的片状楔形端头向前滑移，至翘壳锚片向外张开受力；

步骤4：套入托盘，将托盘套设在锚杆杆体外部，固定在工作面巷帮表面，然后在后端螺母上拧入螺母，施加预紧力。

本发明的有益效果是：本发明中的防冲锚杆结构简单、安装方便，使用过程中无需添加锚固剂，可以减少施工人员工作量；且成本低廉，吸能防冲效果显著。可根据工程现场具体条件，进一步优化锚杆结构，使得翘壳锚头和锚杆的螺纹连接部分的极限咬合力大于翘壳锚头的极限阻力，使得翘壳锚头极限阻力等于锚杆杆体的屈服强度，以达到充分吸能的作用。

附图说明

图1为本发明提供的防冲锚杆中的翘壳锚头的示意图；