专利名称：一种兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及岩土与矿山工程支护设施技术领域，尤其涉及一种刚性与柔性相结合的新型 注压锚杆。
背景技术：
在岩土、隧道以及煤矿开采施工过程中，锚杆支护在加固和提高岩体稳定性方面起到了 重要的作用。锚杆加固岩体的原理主要有悬吊作用和组合梁作用，将破碎的岩体悬吊在牢 固的顶板上或组合成为一个整体，进而增加岩体的整体强度。
目前，锚杆的锚固方式为端头锚固和全长锚固，安装工艺是钻孔、放药巻、装入锚杆、 旋紧端头螺母。注浆锚杆是中空的刚性锚杆，其工作原理是通过锚杆的中空结构将水泥浆注 入到围岩当中，使锚杆周围破碎的岩体形成整体结构。随着我国煤矿开采深度的增加，刚性 锚杆支护不能适应围岩的变形，尤其是软弱岩体和松动圈内的岩体支护。
发明内容
本发明的任务在于解决现有技术锚杆支护存在的不足，提供一种兼有端头锚固和全长径 向锚固的新型锚杆。
其技术解决方案是
一种兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，锚杆主体包括一段高强度金属杆体，高
强度金属杆体一端为锚尾端，另一端为锚头端，锚尾端设置有托盘及锁紧螺母，锚头端设置
有端头锚固部件，沿高强度金属杆体长度方向上设置有一段中空腔，高强度金属杆体的锚尾
端为中空腔的开口端，锚头端为中空腔的封闭端，在开口端设置有注液加压阀，注液加压阀
与中空腔相连；在高强度金属杆体外侧套置有一段膨胀体，膨胀体的两端与高强度金属杆体
密封连接在一起，高强度金属杆体与膨胀体之间形成储液腔；在高强度金属杆体的体壁上设
3置有通孔，中空腔通过通孔与储液腔连通。
上述注液加压阀为单向阀体，单向阀体整体没入锚尾端内 一定距离。 上述膨胀体由高分子弹性材料内层，及外保护层构成。 上述外保护层为弹性布料层。
上述膨胀体的两端各设置一节固定套，通过固定套将膨胀体的两端与高强度金属杆体密 封连接在一起。
上述储液腔额定工作压力不小于4mPa。 上述固定套的内壁设置有环形突起部。
上述端头锚固部件设置有金属膨胀管及锥形螺母，锥形螺母与高强度金属杆体的锚头端 采取螺纹方式联接。
本发明可以具有的有益技术效果是-
1能够利用高强度金属杆体、端头锚固部件、托盘和锁紧螺母对岩体提供轴向锚固力。
2通过注液加压阀经由中空腔及通孔向储液腔注入高压液体介质，促使膨胀体向外膨胀
为岩体提供径向锚固力。
3本发明可通过配置外围向动供液系统，当其内部压力降低时，可以随时补入液休介质，
使锚杆的锚固效果得到保持。
4当围岩不需要支护时，可以将锚杆内部的高压液体介质释放掉，将高强度金属管按反 方向旋转脱出锥形螺母，即可从中取出锚杆主体部分，端头锚固部件则为一次性部件留在岩 体中。
图1为本发明一种实施方式的整体结构原理示意图。
图2为图1实施方式中的局部结构原理示意图，主要示出注液加压阀部分。部结构原理示意图，主要示出锚杆主体部分。 下面结合附图对本发明进行说明
具体实施例方式
结合图l、图2及图3， 一种兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，锚杆主体包括一 段高强度金属杆体4，高强度金属杆体一端为锚尾端，另一端为锚头端，锚尾端设置有托盘3 及锁紧螺母2，锚头端设置有端头锚固部件。端头锚固部件设置有金属膨胀管8及锥形螺母9， 锥形螺母9与高强度金属杆体4的锚头端采取螺纹方式联接。沿高强度金属杆体4长度方向 上设置有一段中空腔401，高强度金属杆体4的锚尾端为中空腔401的开口端，锚头端为中 空腔的封闭端，在开口端设置有注液加压阀1，注液加压阀1与中空腔401相连，注液加压 阀l为单向阀体，单向阀体整体没入锚尾端内一定距离，即单向阀体隐藏安装于金属锚杆体 内，使其不受破坏。单向阀体由阀芯IOI、阀座102 (金属杆体的一部分)和密封垫103圈组 成，阀芯101和阀座102之间由锥形103密封垫圈密封。在高强度金属杆体外侧套置有一段 膨胀体，膨胀体由高分子弹性材料内层5，及外保护层6构成；膨胀体的两端各设置一节固 定套7，固定套7的内壁设置有环形突起部701，能够促使膨胀体与高强度金属杆体结合更加 牢同，以承受较高的工作压力，在固定套7岡周方向施加高压，将膨胀体的两端与高强度金 属杆体密封连接在一起。高强度金属杆体与膨胀体之间形成储液腔10，储液腔10额定工作 压力以不小于4mPa为优选。在高强度金属杆体的体壁上设置有通孔11，中空腔401通过通 孔ll与储液腔10连通。
上述高分子弹性材料层可采取橡胶等适宜高分子材料制成。上述外保护层可采取弹性布 料等适宜材质制成，外保护层主要起两个作用 一是在锚杆放入深孔过程中，保护高分子弹 性材料层不被损伤，二是防止高分子材料层出现过度膨胀。
上述膨胀体的两端与高强度金属杆体也可采取卡箍等适宜现有技术方式实现密封连接。
权利要求
1、一种兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，锚杆主体包括一段高强度金属杆体，高强度金属杆体一端为锚尾端，另一端为锚头端，锚尾端设置有托盘及锁紧螺母，锚头端设置有端头锚固部件，其特征在于沿所述高强度金属杆体长度方向上设置有一段中空腔，高强度金属杆体的锚尾端为中空腔的开口端，锚头端为中空腔的封闭端，在开口端设置有注液加压阀，注液加压阀与中空腔相连；在高强度金属杆体外侧套置有一段膨胀体，膨胀体的两端与高强度金属杆体密封连接在一起，高强度金属杆体与膨胀体之间形成储液腔；在高强度金属杆体的体壁上设置有通孔，中空腔通过通孔与储液腔连通。
2、 根据权利要求l所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述注液加压阀为单向阀体，单向阀体整体没入锚尾端内一定距离。
3、 根据权利要求l所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述膨胀体由高分子弹性材料内层，及外保护层构成。
4、 根据权利要求3所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述外保护层为弹性布料层。
5、 根据权利要求3所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述膨胀体的两端各设置一节固定套，通过固定套将膨胀体的两端与高强度金属杆体密封连接在一起。
6、 根据权利要求5所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述储液腔额定工作压力不小于4mPa。
7、 根据权利要求5或6所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述固定套的内壁设置有环形突起部。
8、 根据权利要求1至6所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述端头锚固部件设置有金属膨胀管及锥形螺母，锥形螺母与高强度金属杆体的锚头端采取螺纹方式联接。
9、 根据权利要求7所述的兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其特征在于所述端头锚固部件设置有金属膨胀管及锥形螺母，锥形螺母与高强度金属杆体的锚头端采取螺纹方式联接。
全文摘要
本发明公开一种兼有端头锚固和全长径向锚固的新型锚杆，其高强度金属杆体一端为锚尾端，另一端为锚头端，沿所述高强度金属杆体长度方向上设置有一段中空腔，高强度金属杆体的锚尾端为中空腔的开口端，锚头端为中空腔的封闭端，在开口端设置有注液加压阀，注液加压阀与中空腔相连；在高强度金属杆体外侧套置有一段膨胀体，膨胀体的两端与高强度金属杆体密封连接在一起，高强度金属杆体与膨胀体之间形成储液腔；在高强度金属杆体的体壁上设置有通孔，中空腔通过通孔与储液腔连通。本发明在为岩体提供轴向锚固力的同时，还能通过注入高压液体，促使膨胀体向外膨胀为岩体提供径向锚固力。
文档编号E21D20/00GK101503962SQ20091001965
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者冯开林, 刘先贵, 宋振骐, 崔保春 申请人:山东科技大学