[实用新型]螺纹钢锚杆

说明书

本实用新型螺纹钢锚杆，应用于矿井巷道及地下工程围岩支护（如图2所示），可保证矿井巷道及地下工程围岩的稳定。

目前我国煤矿井下巷道普遍采用树脂锚杆（如M－1型树脂锚杆），这类锚杆是用φ14－φ28mm的圆钢加工而成，存在的不足之处：1、加工量大，加工成本高。杆体的紧固端需车制成标准外螺纹，锚固端需加热、压扁和拧成反麻花形等工序，加工费用约占材料费用的30％；2、锚杆锚固端和紧固端的强度低于杆体强度，杆体材料利用率低（利用率仅为75％左右），增大了锚杆材料成本等。

本发明目的，为了克服现有树脂锚杆的不足之处。提出一种省工、省料、等强度的新型锚杆，该锚杆采用轧制螺纹钢为锚杆杆体，锚杆紧固端不用车制标准外螺纹，锚杆锚固端不用加热，压扁拧反麻花等加工工序。只需按所需长度下料，配上预应力垫片和球头形螺母即可。从而简化加工工序，降低锚杆成本，并能增强锚固力，保证安装质量，提高安装速度等。

本实用新型螺纹钢锚杆的技术方案如图所示：

图1为本实用新型螺纹钢锚杆结构组成图；

图2为本实用新型螺纹钢锚杆安装示意图；

图3为本实用新型螺纹钢锚杆杆体结构图；

图4为本实用新型螺纹钢锚杆球头形螺母图；

图5为本实用新型螺纹钢锚杆螺纹牙形放大图；

图6为本实用新型螺纹钢锚杆不带槽预应力垫片图；

图7为本实用新型螺纹钢锚杆带槽预应力垫片图；

螺纹钢锚杆装置安装见图2所示，包括杆体（1），预应力垫片（2）、球头形螺母（3）、托板（4）和锚固剂（5）等。其特征在于：

1、杆体（1）是螺纹钢见图3所示，全长均有轧制的连续螺纹，全长等强度。根据锚杆长度需要，在螺纹钢上截取所需长度即可，螺纹钢杆体上的螺纹的螺距t大于普通螺纹的螺距。

2、杆体两端（见图1和图2所示），一端为锚杆的紧固端，另一端为锚杆的锚固端。紧固端装的紧固件，是由预应力垫片2和球头形螺母（3）配套使用。锚杆杆体的锚固端与锚固剂（5）锚固。

3、预应力垫片（2）由薄钢板冲制而成，分不带槽和带槽两种，见图6、7所示。垫片（2）的预应力与α角成正比与槽的个数n成反比。根据支护预紧力大小不同的要求，选择相应的预应力垫片，以达到支护需要。

4、紧固端用的球头形螺母（见图4所示），其特征在于球头形螺母的球面半径SR与球头的d₂、d₃有关，球面半径SR不小于球头厚度H。一般SR为10－100mm。这种球头形螺母的结构可调整螺母的受力部位，使锚杆杆体受轴向拉力，达到最佳受力状态；另外球头形螺母球头的头部刚度小，使球头形螺母与锚杆固端的螺纹能够有效接触受力。球头形螺母采用熔模铸造。

下面描述本实用新型螺纹钢锚杆的安装工艺和步骤、参见图2。

（1）将树脂锚固剂（5）用锚杆的杆体（1）送入围岩的锚杆孔中；

（2）用煤电钻带动螺纹钢锚杆的杆体（1）搅拌树脂锚固剂（5）达到规定时间为止；

（3）待锚固剂凝固后，将托板（4）、预应力垫片（2）和球头形螺母（3）依次安装在锚杆杆体的紧固端，拧入球头形螺母（3）使预应力垫片（2）压平即可。

实施例，参见图2。

某×××回采工作面运输顺槽为4.5×3.1m²矩形断面，顶为3.4m煤，煤层直接顶为4.7m泥质页岩，老顶为细砂岩。根据该顺槽围岩及生产条件，对锚杆设计要求为破断载荷δ_b＝100KN。

为了满足上述设计要求，采用本实用新型螺纹钢锚杆，具体参数如下：杆体（1）直径为φ16mm的螺纹钢，杆体（1）全长为1.6m、杆体上螺纹的螺矩t为10mm；采用与杆体螺纹相匹配的球头形螺母（3）；配以预紧力为20KN的带3个槽的预应力垫片（2）。支护参数为：螺纹钢锚杆间距为1m，排距1m。

本实用新型螺纹钢锚杆在该矿试用安装已近一年，强度高、安全可靠。实践证明，本实用新型锚杆能够承受住回采动压的影响，巷道围岩变形不大，能够满足保证矿井巷道围岩的稳定要求。

综上所述，本实用新型螺纹钢锚杆的优点归纳如下：

1、杆体全长等强度，材料利用率高。在等强度的条件下，螺纹钢锚要比圆钢加工的锚杆节约材料25％左右。以大同矿务局为例，该局每年需用100万套锚杆，可节约钢材800多吨。

2、加工工序少、加工成本低。要比圆钢加工的锚杆降低成本15％左右。如果某局每年使用100万套，则可每年减少巷道支护材料的加工费用达150万元左右。