[发明专利]一种适用于锚固支护的多级让压防冲装置

说明书

本发明公开了一种适用于锚固支护的多级让压防冲装置，包括防冲构件、二级让压构件与一级让压构件；一级让压构件和二级让压构件均包括有外套筒、内挤压套筒和设置于内挤压套筒底端的扩径台，外套筒和内挤压套筒之间具有缓冲吸能材料填充体，一级让压构件中的外套筒外径与二级让压构件中的扩径台大直径端保持一致，并且一级让压构件中的外套筒抵在二级让压构件中的扩径台底部。本发明既实现锚杆/锚索在高工作阻力下多级让压，又避免冲击动载扰动叠加时破断失效，实现多级让压与防冲双重功能，确保巷道围岩变形破坏有效控制。

技术领域

本发明涉及矿山巷道锚杆支护领域，尤其涉及一种用于锚固支护的多级让压防冲装置。

背景技术

随着矿山开采深度的增加，受高应力影响，强流变大变形、冲击动力灾害等巷道围岩控制难题凸显。矿山巷道支护设计中常采用让压、防冲支护理念进行设计，通过高应力的释放和动载扰动抵抗两方面，保证矿山巷道围岩稳定性。

目前，我国矿山巷道常采用锚杆支护，采用让压环等让压构件或专用让压防冲锚杆/锚索实现让压、防冲支护。让压构件通过其变形破坏实现让压，其变形量小、让压能力低，与常用锚杆/锚索匹配性差等问题；专用让压防冲锚杆/锚索，例如何满潮教授的恒组大变形锚杆/锚索，让压、让变形和抗冲击性能好，但其使用时需要扩孔，且成本高，不利于全面推广使用。因此，迫切需要一种适用于常用锚杆/锚索的让压防冲装置，在锚杆/锚索高工作阻力时开始基于巷道围岩特点分级让压，释放巷道围岩压力，保证围岩变形在允许的范围内，同时，确保锚杆/锚索支护体在巷道受到冲击等动载扰动时不发生破坏，避免巷道冲击地压、塌冒等灾害的发生。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种适用于锚固支护的多级让压防冲装置，既能在围岩缓慢变形时通过内挤压套筒扩径挤压不同强度的缓冲吸能材料填充体进行多级让压，又能在冲击动载扰动影响下进行防冲，通过多级让压与防冲相结合，保障巷道围岩有效控制。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于锚固支护的多级让压防冲装置，包括防冲构件、二级让压构件与一级让压构件；各构件作用先后顺序分别为一级让压构件、二级让压构件和防冲构件，并且各构件承载力F₁、F₂、F₃的关系为F₃＞F₂＞F₁；在具体的应用中，上述三个构件的承载力大小应根据不同的工程情况与支护材料的要求进行确定，一般情况下，若锚杆/锚索屈服载荷为[F₁]，破断载荷为[F₂]，根据三构件承载力大小关系，建议一级让压构件的承载力F₁为[F₁]的50％～60％，二级让压构件的承载力F₂为[F₁]的70％～80％，防冲构件的承载力F₃为[F₂]的85％～95％。防冲构件、二级让压构件和一级让压构件的轴心处均同心开设有供锚杆、锚索穿过的通孔；

一级让压构件和二级让压构件均包括有外套筒、内挤压套筒和设置于内挤压套筒底端的扩径台，外套筒和内挤压套筒之间具有缓冲吸能材料填充体，一级让压构件中的外套筒外径与二级让压构件中的扩径台大直径端保持一致，并且一级让压构件中的外套筒抵在二级让压构件中的扩径台底部；

防冲构件与二级让压构件中的外套筒直径相适配，并且两者焊接形成一体式构件。

优选的，一级让压构件包括有呈圆柱状空心结构的第一外套筒，第一外套筒内侧为与之等长的第一内挤压套筒，第一外套筒和第一内挤压套筒之间填充有缓冲吸能材料，第一内挤压套筒在第一外套筒内自上而下为第一扩径部分、弧形连接结构和第一原位部分；其中第一原位部分为圆台状空心结构，弧形连接结构用于连接第一扩径部分和第一原位部分，第一扩径部分为与锚索直径相同的圆柱状空心结构；