一种恒阻变形器的制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种恒阻变形器，主要用于巷道支护，套装于锚杆或锚索配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，所述恒阻变形装置包括端盖、套筒、托盘和焊接金属套管。本发明利用恒阻变形装置形成恒阻力并与锚杆或锚索产生相对位移，使得其自身的变形能够增加锚杆或锚索的变形量，解决了现有锚杆或锚索延伸率低难以适应围岩大变形的技术难题，适宜于推广使用。
【专利说明】一种恒阻变形器
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于岩土工程的锚固支护领域，特别是指一种恒阻变形器。
【背景技术】
[0002]在进行矿山及隧道等地下工程施工时，地下巷道的开挖会使围岩产生的变形能向自由空间释放，随着开采深度的不断增大，对巷道围岩予以支护以保证地下工程的顺利进行非常重要。锚杆或锚索作为地下工程中常用的支护设备，可以有效的调控围岩自身的承载能力，但当巷道埋深较大时其围岩会呈现出变形量过大的特点，此时现有的锚杆或锚索由于自身延伸率低的限制无法满足围岩的大变形要求，从而导致锚杆或锚索的破断失效，失去支护意义。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种恒阻变形器，在深井、软岩锚固支护中，与锚杆或锚索配套使用，通过恒阻变形器自身的变形移动解决了现有技术中锚杆或锚索延伸率不足的问题，使得锚杆或锚索在保持较高支护阻力的同时能够适应围岩大变形。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:一种恒阻变形器，套装于锚杆或锚索配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，所述恒阻变形装置包括端盖、套筒、托盘和焊接金属套管。
[0005]优选地，所述锚杆包括杆体，所述锚索包括索体，所述恒阻变形装置和锁紧部件依次套装在所述杆体或所述索体的尾端；所述端盖通过螺纹与所述套筒连接，所述套筒一端套装有托盘，所述套筒与所述焊接金属套管通过焊接方式固定连接。
[0006]优选地，所述套筒内壁粘结有化学注浆材料；所述锁紧部件具体为螺母、螺栓或夹索片。
[0007]优选地，所述化学注浆材料为强度可调结构的化学有机材料或化学无机材料，具体为水泥、石膏、砂浆、软黄土或细沙中的一种或几种或与铁屑的混合物或高分子树脂材料。
[0008]优选地，还包括限位部件，所述恒阻变形装置、限位部件和锁紧部件依次套装于所述杆体或所述索体的尾端；所述限位部件具体为锚杆锥形套或锚索锥形套。
[0009]优选地，所述端盖具体为圆锥形中空腔结构；所述锚杆锥形套、所述锚索锥形套或所述夹索片外部轮廓具体为圆锥形，且所述锚杆锥形套或所述锚索锥形套的外锥度与所述端盖的内锥度相匹配，所述锚杆锥形套或所述夹索片内部轮廓具体为圆柱形中空腔结构，所述锚索锥形套内部轮廓具体为圆锥形中空腔结构；所述化学注浆材料整体结构具体为圆柱形中空腔结构。
[0010]优选地，所述化学注浆材料有预留圆锥形结构，所述预留圆锥形结构的锥度与所述锚杆锥形套或所述锚索锥形套和夹索片的锥度相匹配，所述锥度范围为4?8° ;所述化学注浆材料在所述套筒内形成整体恒阻结构或分段可调恒阻结构。
[0011]优选地，所述恒阻变形装置的恒阻力范围为50KN?300KN ;所述恒阻变形装置的恒阻变形量范围为100mm?1000mm或分节连接。
[0012]一种恒阻变形器的使用方法，包括如下步骤:
[0013]与所述锚杆配合使用时，
[0014]1)在岩面钻孔；
[0015]2)对步骤1)所述孔进行扩孔；
[0016]3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚杆；
[0017]4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚杆上安装所述恒阻变形装置；
[0018]5)在步骤4)所述恒阻变形装置上拧紧所述螺母；
[0019]与所述锚索配合使用时，
[0020]1)在岩面钻孔；
[0021 ]2)对步骤1)所述孔进行扩孔；
[0022]3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚索；
[0023]4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚索上安装所述恒阻变形装置；
[0024]5)在步骤4)所述恒阻变形装置上安装所述夹索片。
[0025]优选地，一种恒阻变形器的使用方法，包括如下步骤:
[0026]与所述锚杆配合使用时，
[0027]1)在岩面钻孔；
[0028]2)对步骤1)所述孔进行扩孔；
[0029]3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚杆；
[0030]4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚杆上安装所述恒阻变形装置；
[0031]5)在步骤4)所述恒阻变形装置上安装锚杆锥形套，拧紧所述螺母；
[0032]与所述锚索配合使用时，
[0033]1)在岩面钻孔；
[0034]2)对步骤1)所述孔进行扩孔；
[0035]3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚索；
[0036]4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚索上安装所述恒阻变形装置；
[0037]5)在步骤4)所述恒阻变形装置上安装所述锚索锥形套和所述夹索片。
[0038]本发明的有益效果为:
[0039](1)本发明所用螺母、夹索片是标准配件，能够匹配目前常用的各种型号的锚杆或锚索的安装，配套使用时不会存在型号不匹配的问题，而且安装方便，实用性强，可靠性闻;
[0040](2)本发明的恒阻力大小和变形长度可以根据现场地质条件、锚杆或锚索的材质性能等设计不同的参数，制作不同规格的恒阻变形器，恒阻力范围和恒阻变形量范围宽；
[0041](3)本发明既具有恒阻条件下抵抗围岩变形的能力，又具有吸收围岩变形能量和冲击变量的能力，解决了现有锚杆或锚索变形破断造成的支护失效问题，主要适用于高应力软岩、膨胀软岩或有冲击倾向等可能发生围岩大变形破坏的巷道工程。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1为本发明一种恒阻变形器的结构示意图；
[0044]图2为图1所示恒阻变形器与锚杆配套使用示意图；
[0045]图3为图1所示恒阻变形器与锚索配套使用示意图。
[0046]图中:
[0047]1、端盖；2、套筒；3、化学注浆材料；4、托盘；5、焊接金属套管；6、锚杆锥形套；7、螺母；8、锚索锥形套；9、夹索片；10、锚杆；11、锚索；12、岩面。
【具体实施方式】
[0048]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049]实施例1
[0050]如图1和图2所示，本发明与锚杆10配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚杆10包括杆体，恒阻变形装置和锁紧部件依次套装在杆体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为螺母7。恒阻变形装置的恒阻力为50KN ;恒阻变形装置的恒阻变形量为100mm。
[0051]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。锚杆锥形套6外部呈圆锥形结构，内部呈一圆柱型中空腔结构，锚杆锥形套6这样的结构设计是为了与锚杆的安装相适应。套筒2抗拉强度大于锚杆10杆体自身的抗拉强度。螺母7为矿用标准锚具配件，由煤矿一般使用的支护材料制作。
[0052]一种恒阻变形器的使用方法，包括如下步骤:
[0053]与所述锚杆10配合使用时，
[0054]1)在岩面12钻孔；
[0055]2)对步骤1)孔进行扩孔；
[0056]3)在步骤2)孔的位置安装锚杆10 ；
[0057]4)在孔内部，在步骤3)锚杆10上安装恒阻变形装置；
[0058]5)在步骤4)恒阻变形装置上拧紧螺母7。
[0059]实施例2
[0060]如图1和图3所示，本发明与锚索11配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚索11包括索体，恒阻变形装置和锁紧部件依次套装在索体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为夹索片9。恒阻变形装置的恒阻力为75KN ;恒阻变形装置的恒阻变形量为200mm。[0061]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。套筒2抗拉强度大于锚索11索体自身的抗拉强度。
[0062]一种恒阻变形器的使用方法，包括如下步骤:
[0063]与锚索11配合使用时，
[0064]1)在岩面12钻孔；
[0065]2)对步骤1)孔进行扩孔；
[0066]3)在步骤2)孔的位置安装锚索11 ；
[0067]4)在孔内部，在步骤3)锚索11上安装恒阻变形装置；
[0068]5)在步骤4)恒阻变形装置上安装夹索片9。
[0069]实施例3
[0070]如图1和图2所示，本发明与锚杆10配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚杆10包括杆体，恒阻变形装置和锁紧部件依次套装在杆体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为螺栓。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学有机材料，具体为高分子树脂材料，高分子树脂材料的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成整体恒阻结构。恒阻变形装置的恒阻力为120KN ;恒阻变形装置的恒阻变形量为250mm。
[0071]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。锚杆锥形套6外部呈圆锥形结构，内部呈一圆柱型中空腔结构，锚杆锥形套6这样的结构设计是为了与锚杆的安装相适应。化学注浆材料紧贴套筒内壁，并形成中空结构。套筒2抗拉强度大于锚杆10杆体自身的抗拉强度。螺栓为矿用标准锚具配件，由煤矿一般使用的支护材料制作。
[0072]实施例4
[0073]如图1和图2所示，本发明与锚杆10配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚杆10包括杆体，恒阻变形装置和锁紧部件依次套装在杆体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为螺母7。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学无机材料，具体为石膏和砂浆的混合物，上述混合物的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成整体恒阻结构。恒阻变形装置的恒阻力为150KN ;恒阻变形装置的恒阻变形量为300mm。
[0074]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。锚杆锥形套6外部呈圆锥形结构，内部呈一圆柱型中空腔结构，锚杆锥形套6这样的结构设计是为了与锚杆的安装相适应。套筒2抗拉强度大于锚杆10杆体自身的抗拉强度。螺母7为矿用标准锚具配件，由煤矿一般使用的支护材料制作。
[0075]实施例5
[0076]如图1和图3所示，本发明与锚索11配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚索11包括索体，恒阻变形装置和锁紧部件依次套装在索体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为夹索片9。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学有机材料，具体为高分子树脂材料，高分子树脂材料的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成分段可调恒阻结构。恒阻变形装置前半部分的恒阻力为130KN，后半部分的恒阻力为200KN ;恒阻变形装置前半部分的恒阻变形量为400mm，后半部分的恒阻变形量为600mm。
[0077]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。套筒2抗拉强度大于锚索11索体自身的抗拉强度。
[0078]实施例6
[0079]如图1和图2所示，本发明与锚杆10配合使用，包括恒阻变形装置、锁紧部件限位部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚杆10包括杆体，恒阻变形装置、限位部件和锁紧部件依次套装于杆体或索体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为螺母7。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学无机材料，具体为砂浆，砂浆的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成整体恒阻结构。限位部件具体为锚杆锥形套6。端盖1具体为圆锥形中空腔结构；锚杆锥形套6外部轮廓具体为圆锥形，且锚杆锥形套6的外锥度与端盖1的内锥度相匹配，锚杆锥形套6内部轮廓具体为圆柱形中空腔结构；化学注浆材料3整体结构具体为圆柱形中空腔结构。化学注浆材料3有预留圆锥形结构，预留圆锥形结构的锥度与锚杆锥形套6的锥度相匹配，锥度为4° ;恒阻变形装置的恒阻力为180KN ;恒阻变形装置的恒阻变形量为500mm。
[0080]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。锚杆锥形套6外部呈圆锥形结构，内部呈一圆柱型中空腔结构，锚杆锥形套6这样的结构设计是为了与锚杆的安装相适应。端盖1、套筒2和锚杆锥形套6组成柱塞结构，锚杆锥形套6能够被端盖1抱死卡住，锚杆锥形套6的最大外径均大于端盖1的最小内径，锚杆锥形套6最大外径均小于套筒2内径。端盖1、套筒2和锚杆锥形套6组成柱塞结构，锚杆锥形套6能够被端盖1抱死卡住，锚杆锥形套6的最大外径均大于端盖1的最小内径，锚杆锥形套6最大外径均小于套筒2内径。套筒2抗拉强度大于锚杆10杆体自身的抗拉强度。螺母7为矿用标准锚具配件，由煤矿一般使用的支护材料制作。
[0081]一种恒阻变形器的使用方法，包括如下步骤:
[0082]与锚杆10配合使用时，
[0083]1)在岩面12钻孔；
[0084]2)对步骤1)孔进行扩孔；
[0085]3)在步骤2)孔的位置安装锚杆10 ；
[0086]4)在孔内部，在步骤3)锚杆10上安装恒阻变形装置；
[0087]5)在步骤4)恒阻变形装置上安装锚杆锥形套6，拧紧螺母7。[0088]本发明与锚杆10配套使用时，在安装之前需对锚杆10钻孔进行扩孔，扩孔长度和孔径依据本发明的长度和直径而定。在锚固后的锚杆10杆体尾端依次套装恒阻变形装置、锚杆锥形套6、螺母7，其中恒阻变形装置由端盖1、套筒2、化学注浆材料3、托盘4和焊接金属套管5组成。施工时，使托盘4紧贴岩面12、焊接金属套管5紧贴托盘4、锚杆锥形套6紧贴恒阻变形装置、螺母7紧贴锚杆锥形套6，拧紧螺母7并给锚杆施加预紧力；施工完成后，若围岩发生大变形，则恒阻变形装置随着岩面12与锚杆10、锚杆锥形套6以及螺母7产生相对位移，此时锚杆锥形套6挤压摩擦化学注浆材料3所受到的摩擦力即为本发明的恒阻力，当端盖1移动到锚杆锥形套6的位置时，端盖1与锚杆锥形套6抱死卡住，此时本发明即达到其最大位移变形量，实现了恒阻变形功能。另外，恒阻变形装置在与锚杆10、锚杆锥形套6以及螺母7发生相对位移时，只是恒阻变形装置移动，锚杆10、锚杆锥形套6和螺母7并未移动。
[0089]实施例7
[0090]如图1和图3所示，本发明与锚索11配合使用，包括恒阻变形装置、锁紧部件和限位部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚索11包括索体，恒阻变形装置、限位部件和锁紧部件依次套装于杆体或索体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为夹索片9。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学无机材料，具体为软黄土和细沙的混合物，上述混合物的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成整体恒阻结构。限位部件具体为锚索锥形套8。端盖1具体为圆锥形中空腔结构；锚索锥形套8或夹索片9外部轮廓具体为圆锥形，且锚索锥形套8的外锥度与端盖1的内锥度相匹配，夹索片9内部轮廓具体为圆柱形中空腔结构，锚索锥形套8内部轮廓具体为圆锥形中空腔结构；化学注浆材料3整体结构具体为圆柱形中空腔结构。化学注浆材料3有预留圆锥形结构，预留圆锥形结构的锥度与锚索锥形套8或夹索片9的锥度相匹配，锥度为8° ;恒阻变形装置的恒阻力为210KN ;恒阻变形装置的恒阻变形量为700mm。
[0091]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。端盖1、套筒2和锚索锥形套8组成柱塞结构，锚索锥形套8能够被端盖1抱死卡住，锚索锥形套8最大外径均大于端盖1最小内径，锚索锥形套8最大外径均小于套筒2内径。套筒2抗拉强度大于锚索11索体自身的抗拉强度。锚索锥形套8外部呈圆锥形结构，内部呈一圆锥形中空腔结构，锚索锥形套8圆锥形中空腔体结构是用来包裹卡住夹索片9，起到限位的作用，防止夹索片9脱开；锚索锥形套8同时发挥受力导向的作用，使恒阻变形装置更好的实现恒阻条件下抵抗围岩变形。夹索片9为矿用标准锚具配件，采用煤矿一般使用的支护材料制作。
[0092]一种恒阻变形器的使用方法，包括如下步骤:
[0093]与所述锚索11配合使用时，
[0094]1)在岩面12钻孔；
[0095]2)对步骤1)孔进行扩孔；
[0096]3)在步骤2)孔的位置安装锚索11 ；
[0097]4)在孔内部，在步骤3)锚索11上安装恒阻变形装置；[0098]5)在步骤4)恒阻变形装置上安装锚索锥形套8和夹索片9。
[0099]本发明与锚索11配套使用时，在安装之前需对锚索11钻孔进行扩孔，扩孔长度和孔径根据本发明的长度和直径而定。在锚固后的锚索11索体尾端依次套装恒阻变形装置、锚索锥形套8、夹索片9，其中恒阻变形装置由端盖1、套筒2、化学注浆材料3、托盘4和焊接金属套管5组成。施工时，使托盘4紧贴岩面12，同时使焊接金属套管5紧贴托盘4，使锚索锥形套8紧贴恒阻变形装置，利用锚索张拉机具使夹索片9夹住锚索11索体并卡在锚索锥形套8内部；施工完成后，若围岩发生大变形，则恒阻变形装置随着岩面12与锚索11、锚索锥形套8和夹索片9产生相对位移，此时锚索锥形套8挤压摩擦化学注浆材料3所受到的摩擦力即为本发明的恒阻力，当端盖1移动到锚索锥形套8的位置时，端盖1与锚索锥形套8抱死卡住，此时本发明即达到其最大位移变形量，实现了恒阻变形功能。另外，恒阻变形装置在与锚索11、锚索锥形套8以及夹索片9发生相对位移时，只是恒阻变形装置移动，锚索11、锚索锥形套8和夹索片9并未移动。
[0100]实施例8
[0101]如图1和图3所示，本发明与锚索11配合使用，包括恒阻变形装置、锁紧部件和限位部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚索11包括索体，恒阻变形装置、限位部件和锁紧部件依次套装于杆体或索体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为夹索片9。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学无机材料，具体为软黄土与铁屑的混合物，上述混合物的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成分段可调恒阻结构。限位部件具体为锚索锥形套8。端盖1具体为圆锥形中空腔结构；锚索锥形套8或夹索片9外部轮廓具体为圆锥形，且锚索锥形套8的外锥度与端盖1的内锥度相匹配，夹索片9内部轮廓具体为圆柱形中空腔结构，锚索锥形套8内部轮廓具体为圆锥形中空腔结构；化学注浆材料3整体结构具体为圆柱形中空腔结构。化学注浆材料3有预留圆锥形结构，预留圆锥形结构的锥度与锚索锥形套8或夹索片9的锥度相匹配，锥度为5° ;所述化学注浆材料
(3)在所述套筒(2)内形成分段可调恒阻结构。恒阻变形装置前三分之一部分的恒阻力为160KN，中间三分之一部分的恒阻力为200KN，后三分之一部分的恒阻力为260KN ;恒阻变形装置前三分之一部分的恒阻变形量为650mm，中间三分之一部分的恒阻变形量为750mm，后三分之一部分的恒阻变形量为900mm。
[0102]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。端盖1、套筒2和锚索锥形套8组成柱塞结构，锚索锥形套8能够被端盖1抱死卡住，锚索锥形套8最大外径均大于端盖1最小内径，锚索锥形套8最大外径均小于套筒2内径。锚索锥形套8外部呈圆锥形结构，内部呈一圆锥形中空腔结构，锚索锥形套8圆锥形中空腔体结构是用来包裹卡住夹索片9，起到限位的作用，防止夹索片9脱开；锚索锥形套8同时发挥受力导向的作用，使恒阻变形装置更好的实现恒阻条件下抵抗围岩变形。夹索片9为矿用标准锚具配件，采用煤矿一般使用的支护材料制作。套筒2抗拉强度大于锚索11索体自身的抗拉强度。
[0103]实施例9
[0104]如图1和图2所示，本发明与锚杆10配合使用，包括恒阻变形装置、锁紧部件限位部件，恒阻变形装置包括端盖1、套筒2、托盘4和焊接金属套管5。锚杆10包括杆体，恒阻变形装置、限位部件和锁紧部件依次套装于杆体或索体的尾端；端盖1通过螺纹与套筒2连接，托盘4套装在套筒2的一端，套筒2与焊接金属套管5通过焊接方式固定连接。锁紧部件具体为螺母7。套筒2内壁粘结有化学注浆材料3 ;化学注浆材料3为强度可调结构的化学有机材料，具体为高分子树脂材料，高分子树脂材料的使用比例可以根据具体支护使用条件所需强度进行调整。化学注浆材料3在套筒2内形成分段可调恒阻结构。限位部件具体为锚杆锥形套6。端盖1具体为圆锥形中空腔结构；锚杆锥形套6外部轮廓具体为圆锥形，且锚杆锥形套6的外锥度与端盖1的内锥度相匹配，锚杆锥形套6内部轮廓具体为圆柱形中空腔结构；化学注浆材料3整体结构具体为圆柱形中空腔结构。化学注浆材料3有预留圆锥形结构，预留圆锥形结构的锥度与锚杆锥形套6的锥度相匹配，锥度为6° ;恒阻变形装置前半部分的恒阻力为270KN，后半部分的恒阻力为300KN ;恒阻变形装置前半部分的恒阻变形量为800mm，后半部分的恒阻变形量为1000mm。
[0105]托盘4套装在套筒2上，由焊接金属套管5限制其向下移动，焊接金属套管5通过焊接与套筒1固定成为一个整体。锚杆锥形套6外部呈圆锥形结构，内部呈一圆柱型中空腔结构，锚杆锥形套6这样的结构设计是为了与锚杆的安装相适应。端盖1、套筒2和锚杆锥形套6组成柱塞结构，锚杆锥形套6能够被端盖1抱死卡住，锚杆锥形套6的最大外径均大于端盖1的最小内径，锚杆锥形套6最大外径均小于套筒2内径。端盖1、套筒2和锚杆锥形套6组成柱塞结构，锚杆锥形套6能够被端盖1抱死卡住，锚杆锥形套6的最大外径均大于端盖1的最小内径，锚杆锥形套6最大外径均小于套筒2内径。套筒2抗拉强度大于锚杆10杆体自身的抗拉强度。螺母7为矿用标准锚具配件，由煤矿一般使用的支护材料制作。
[0106]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种恒阻变形器，其特征在于，套装于锚杆(10)或锚索(11)配合使用，包括恒阻变形装置和锁紧部件，所述恒阻变形装置包括端盖(1)、套筒(2)、托盘(4)和焊接金属套管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种恒阻变形器，其特征在于，所述锚杆(10)包括杆体，所述锚索(11)包括索体，所述恒阻变形装置和所述锁紧部件依次套装在所述杆体或所述索体的尾端；所述端盖(1)通过螺纹与所述套筒(2 )连接，所述托盘(4 )套装在所述套筒(2 )的一端，所述套筒(2)与所述焊接金属套管(5)通过焊接方式固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种恒阻变形器，其特征在于，所述套筒(2)内壁粘结有化学注浆材料(3);所述锁紧部件具体为螺母(7)、螺栓或夹索片(9)。
4.根据权利要求3所述的一种恒阻变形器，其特征在于，所述化学注浆材料(3)为强度可调结构的化学有机材料或化学无机材料，具体为水泥、石膏、砂浆、软黄土或细沙中的一种或几种或与铁屑的混合物或高分子树脂材料。
5.根据权利要求3所述的一种恒阻变形器，其特征在于，还包括限位部件，所述恒阻变形装置、所述限位部件和所述锁紧部件依次套装于所述杆体或所述索体的尾端；所述限位部件具体为锚杆锥形套(6)或锚索锥形套(8)。
6.根据权利要求5所述的一种恒阻变形器，其特征在于，所述端盖(1)具体为圆锥形中空腔结构；所述锚杆锥形套(6)、所述锚索锥形套(8)或所述夹索片(9)外部轮廓具体为圆锥形，且所述锚杆锥形套(6 )或所述锚索锥形套(8 )的外锥度与所述端盖(1)的内锥度相匹配，所述锚杆锥形套(6 )或所述夹索片(9 )内部轮廓具体为圆柱形中空腔结构，所述锚索锥形套(8)内部轮廓具体为圆锥形中空腔结构；所述化学注浆材料(3)整体结构具体为圆柱形中空腔结构。
7.根据权利要求5所述的一种恒阻变形器，其特征在于，所述化学注浆材料(3)有预留圆锥形结构，所述预留圆锥形结构的锥度与所述锚杆锥形套(6)、所述锚索锥形套(8)或所述夹索片(9)的锥度相匹配，所述锥度范围为4°~8° ;所述化学注浆材料(3)在所述套筒(2)内形成整体恒阻结构或分段可调恒阻结构。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种恒阻变形器，其特征在于，所述恒阻变形装置的恒阻力范围为50KN~300KN ;所述恒阻变形装置的恒阻变形量范围为100mm~1000mm或分节连接。
9.一种权利要求3所述的恒阻变形器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤:与所述锚杆(10)配合使用时，1)在岩面 (12)钻孔；2)对步骤1)所述孔进行扩孔；3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚杆(10)；4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚杆(10)上安装所述恒阻变形装置；5)在步骤4)所述恒阻变形装置上拧紧所述螺母(7)；与所述锚索(11)配合使用时，1)在岩面(12)钻孔；2)对步骤1)所述孔进行扩孔；3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚索(11)；4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚索(11)上安装所述恒阻变形装置；5)在步骤4)所述恒阻变形装置上安装所述夹索片(9)。
10.一种权利要求5所述的恒阻变形器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤:与所述锚杆(10)配合使用时，1)在岩面(12)钻孔；2)对步骤1)所述孔进行扩孔；3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚杆(10)；4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚杆(10)上安装所述恒阻变形装置；5)在步骤4)所述恒阻变形装置上安装所述锚杆锥形套(6)，拧紧所述螺母(7)；与所述锚索(11)配合使用时，1)在岩面(12)钻孔；2)对步骤1)所述孔进行扩孔；3)在步骤2)所述孔的位置安装所述锚索(11)；4)在所述孔内部，在步骤3)所述锚索(11)上安装所述恒阻变形装置；5)在步骤4)所述恒阻变形装置 上安装所述锚索锥形套(8)和所述夹索片(9)。
【文档编号】E21D20/02GK103670466SQ201310625856
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】黄自伟, 林超, 韩雪峰 申请人:尤洛卡矿业安全工程股份有限公司