[发明专利]一种基于气压调节的让压锚杆及其使用方法在审

专利信息
申请号: 202310291240.0 申请日: 2023-03-23
公开(公告)号: CN116220775A 公开(公告)日: 2023-06-06
发明(设计)人: 王志亮;李傲;李松玉;封陈晨 申请(专利权)人: 合肥工业大学
主分类号: E21D21/00 分类号: E21D21/00;E21D20/00
代理公司: 南京锐恒专利代理事务所(普通合伙) 32506 代理人: 陈思
地址: 230009 *** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 气压 调节 让压锚杆 及其 使用方法
【说明书】:

发明公开了一种基于气压调节的让压锚杆及其使用方法,属于机械技术领域,该让压锚杆包括锚固段杆体、端部杆体、让压油缸、连接螺栓、引导杆、活塞、注油孔和泄压阀以及垫板。本发明通过连接螺栓将让压油缸与锚固段杆体连接起来,岩土体变形通过锚固段杆体、连接螺栓、引导杆传递至让压油缸中,油压达到一定程度后,泄压阀打开,活塞在让压油缸中活动,让压开始,泄压阀中充有可压缩气体,通过调整可压缩气体的气压值即可设定让压过程的阻尼,通过设置让压油缸的轴向程度可调整最大让压量。本发明让压锚杆装置能够为巷道围岩提供高稳阻、大行程让压支护,适用于大变形、动压巷道围岩的稳定性控制和冲击矿压灾害防治。

技术领域

本发明涉及一种基于气压调节的让压锚杆及其使用方法,属于机械技术领域。

背景技术

巷道支护与围岩相互作用的研究成果证明支护强度是控制巷道围岩剧烈变形的关键因素。随着地下工程及地质灾害防治工程的发展,工程中开挖深度和隧洞断面的增大、复杂的工程地质条件,工程中面临着很多问题,传统的锚杆支护已经不能满足实际工程的需要。锚杆支护体系具有较强的主动支护和自适应能力,因而在大变形隧洞支护中应用较多。目前专家、学者提出利用让压锚杆对大变形隧洞进行支护加固,考虑到隧洞高地应力、大变形、动压影响显著等特点,在对锚杆施加一定预应力的基础上,还要求锚杆具有一定的让压功能并在锚杆接近过载时像安全阀一样起到让压保护锚杆杆体的作用,以适应大变形以及降低动压对隧洞锚固体稳定性的影响。然而,对于复杂难支护巷道而言仅仅依靠单一的锚杆或支架本身的支护能力很难控制围岩的剧烈变形必须充分发挥巷道围岩自身的承载能力。因此,对于大变形的复杂难支护巷道支护系统必须具有让压性。

目前利用多级插销剪切破坏过程产生的作用力来抵抗围岩变形,尽管支护力得到了提高,但是由于多级插销中存在空隙,难以对围岩变形实现稳定支护。

综上,现有的普通锚杆延伸率不足,难以应对围岩变形情况;现有的让压锚杆让压过程中阻尼不恒定,无法进行施工现场的自由调节,让压量也较小。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足,提供了一种基于气压调节的让压锚杆及其使用方法,该让压锚杆很好地解决普通锚杆延伸率低和让压过程中阻尼不可自由调控及让压量不足的问题,该让压锚杆在岩土体变形时,通过锚固段杆体将荷载传递至让压油缸,荷载达到预先设定的数值后,让压油缸内部的活塞开始发生滑动,滑动过程中活塞受到阻力保持恒定。可随时通过调节泄压阀内部的固定杆内可压缩气体气压值来控制让压起始荷载,在围岩大变形条件下仍然具有很好的支护作用,以保证隧道的稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于气压调节的让压锚杆,该让压锚杆包括基座1、托盘2,让压油缸3、端部杆体4和锚固段杆体5。所述让压油缸3通过引导杆14与所述锚固段杆体5连接;所述引导杆14的一端穿过让压油缸3端部的引导杆穿出口16与活塞7固定连接,其另一端通过连接螺栓15与锚固段杆体5的一端同轴固定连接;所述活塞7位于让压油缸3内,将让压油缸3分隔为压缩段8以及泄油段11,所述压缩段8充满液压油;所述活塞7上设置有连接所述压缩段8和泄油段11的过油孔6,在所述过油孔6内部设置有泄压阀;所述让压油缸3的另一端与端部杆体4的一端固定连接,所述端部杆体4的另一端依次同轴连接了托盘2和基座1。

进一步的,所述让压油缸3包括油缸顶板17和油缸腔体18;所述油缸顶板17及油缸腔体18的一端都设有油缸固定螺栓孔10,通过油缸固定螺栓孔10将油缸腔体18及油缸顶板17连接起来;所述油缸顶板17的中心设有引导杆穿出口16。

进一步的,所述活塞7分为两部分,将过油孔6沿轴向分为两部分;至少所述过油孔6的其中一部分设有泄压阀安装螺栓孔21;所述活塞7的中心设有供引导杆安装的螺栓孔20,所述活塞7两部分相接触的位置分别设有配合使用的楔形安装结构19。所述活塞7与油缸腔体18之间设有密封圈。

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