复合支护托盘及设有该托盘的缓冲式锚索的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于膨胀性软弱围岩锚索支护工艺领域，具体为一种复合支护托盘及设有该托盘的缓冲式锚索。解决了膨胀性围岩锚索支护发生“射箭”，导致支护失效并带来安全隐患的技术问题。一种复合支护托盘，包括两个采用Q235碳钢压制成的钢托盘以及固定夹在两个钢托盘之间的聚氨酯复合层；贯穿两个钢托盘以及聚氨酯复合层的中心开有一个锚杆安装孔。一种设有复合支护托盘的缓冲式锚索，包括钢绞线、固定在钢绞线一端的锚具、位于锚具与岩壁之间的垫板；所述垫板与岩壁之间固定复合支护托盘；所述锚杆穿过复合支护托盘的锚杆安装孔。本实用新型使锚索在膨胀性围岩变形作用下发生“射箭”现象大大降低，消除了由于锚索“射箭”带来的安全隐患。
【专利说明】复合支护托盘及设有该托盘的缓冲式锚索
【技术领域】
[0001]本实用新型属于膨胀性软弱围岩锚索支护工艺领域，具体为一种复合支护托盘及设有该托盘的缓冲式锚索。
【背景技术】
[0002]在锚索支护工艺中，排除操作因素诱发锚索支护失效的情形外，仍有锚索“射箭”(所谓“射箭”即锚固好的锚索在围岩膨胀作用力下突然破断，锚索自由段L2迅速从锚索钻孔中弹射出来)的情形发生，而且集中表现在膨胀性软岩巷道。“射箭”使得支护失效并带来了安全隐患，以至于有的矿井采取为锚索加设“保险带”的做法(即在锚索外露端头加设“钢帽”，用细钢丝绳将“钢帽”固定在巷道顶板，以缓冲锚杆“射箭”后的冲击)来减少锚杆“射箭”的发生。但该措施仅仅降低了锚索“射箭”所带来的危害，并未从根本上解决锚索支护失效的隐患。
【发明内容】
[0003]本实用新型为解决膨胀性围岩锚索支护发生“射箭”，导致支护失效并带来安全隐患的技术问题，提供一种复合支护托盘及设有该托盘的缓冲式锚索。
[0004]本实用新型是采用如下技术方案实现的:一种复合支护托盘，包括两个采用Q235碳钢压制成的钢托盘以及固定夹在两个钢托盘之间的聚氨酯复合层；贯穿两个钢托盘以及聚氨酯复合层的中心开有一个锚杆安装孔。
[0005]锚索支护时应考虑膨胀性软弱围岩的变形量和锚索本身的延伸量的匹配，也就是说在软弱围岩条件下，锚索延伸率是不得不考虑的一个指标。按GB/T14730— 2000标准，锚索支护设计钢绞线钢材的延伸率按3.5%来考虑，而实际上锚索的延伸率与锚索安装时的预紧力有关。例如对于1X7结构1860级别钢绞线锚索，其可利用的延伸率为:
[0006]§ I = (1.8-Fy/A) %
[0007]式中:§ !——1X7结构1860级别钢绞线锚索可利用的延伸率；
[0008]Fy——锚索安装时的预紧力，kN ；
[0009]A—锚索钢绞线的刚度系数，根据钢绞线的屈服强度，取A = 221。
[0010]如在巷道掘进施工中，锚索的安装预紧力为90kN，则其实际可利用延伸率为:§ !=(1.8-90/221) %= 1.39%，仅为钢绞线国际标准的39.7%。
[0011]可见，锚固在膨胀性软弱围岩中的锚索，在预紧力消减锚索钢绞线一定延伸量的情况下，膨胀性软弱围岩膨胀带来的拉力有可能使得锚索钢绞线延伸量超过锚索钢绞线材质的允许最大延伸量(即围岩膨胀使锚索钢绞线实际延伸率不可能与锚索材质允许延伸率相吻合)，导致锚索钢绞线破断而发生“射箭”。
[0012]为此，本实用新型提供一种由钢材和聚氨脂组成的复合支护托盘，不仅为锚索支护提供足够的支护强度，而且还有一定的变形量(聚氨酯复合层可以有一定变形量)用以抵消围岩膨胀变形量，从而保证锚索钢绞线延伸率不超材质允许延伸率，降低锚索钢绞线突然断裂而发生“射箭”情况。
[0013]本实用新型所述的复合支护托盘由内外层(即钢托盘)采用Q235钢材压制而成，中间采用聚氨脂浇注复合成型。
[0014]本实用新型所述的设有复合支护托盘的缓冲式锚索是采用以下技术方案实现的:一种设有复合支护托盘的缓冲式锚索，包括钢绞线、固定在钢绞线一端的锚具、位于锚具与岩壁之间的垫板；所述垫板与岩壁之间固定复合支护托盘；所述锚杆穿过复合支护托盘的锚杆安装孔。
[0015]本缓冲式锚索采用了复合支护托盘，该复合支护托盘与现有单纯采用Q235钢材压制的托盘相比，由于采用了复合层结构，具有弹性变形量，可以提供一定变形量以抵消膨胀性围岩变形压力下锚索钢绞线延伸量，保证锚索钢绞线延伸率不超材质自身延伸率极限，使得锚索的膨胀性围岩变形作用下发生“射箭”现象大大降低，保证围岩支护有效并消除由于锚索“射箭”带来的安全隐患。本实用新型结构简单，生产成本低廉，适合于大范围推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1设有复合支护托盘的缓冲式锚索结构示意图。
[0017]图2钢托盘的剖面结构示意图。
[0018]图3复合支护托盘的剖面结构示意图。
[0019]图4复合支护托盘外部正视结构示意图。
[0020]1-钢绞线，2-锚具，3-垫板，4-复合支护托盘，5-挡片，6_树脂，7_钢托盘，8_聚氨酯复合层，9-锚杆安装孔，10-岩壁，L1-张拉端，L2-自由段，L3-锚固段。
【具体实施方式】
[0021]一种复合支护托盘，包括两个采用Q235碳钢压制成的钢托盘7以及固定夹在两个钢托盘7之间的聚氨酯复合层8 ;贯穿两个钢托盘7以及聚氨酯复合层8的中心开有一个锚杆安装孔9。
[0022]所述钢托盘7的厚度均为8mm,聚氨酯复合层8的厚度为60?80mm ;锚杆安装孔9的孔径为20mm ;钢托盘7以及聚氨酯复合层8的长度和宽度均为350mm。该尺寸的钢托盘7以及聚氨酯复合层8可以保证强度达到相关标准要求，同时具有合适的形变量，能够确保锚索支护的稳定性。
[0023]一种设有复合支护托盘的缓冲式锚索，包括钢绞线1、固定在钢绞线I 一端的锚具
2、位于锚具2与岩壁10之间的垫板3 ;所述垫板3与岩壁之间固定有复合支护托盘4 ;所述锚杆I穿过复合支护托盘4的锚杆安装孔9。钢绞线I分为三部分，位于岩壁10外部的张拉段L1、位于岩壁10内部的自由段L2和锚固段L3 ;其中锚固段L3外部设有挡片5，挡片5与岩壁之间填充有树脂6，如图1所示；图2为钢托盘7的剖面图，钢托盘的长度a为350mm ;厚度b为8mm，锚索安装孔直径d为20mm ;图3为复合支护托盘4的剖面图，其中聚氨酯复合层8的厚度h为60?80mm ;图4中复合支护托盘的长度a和宽度c都为350mm。
【权利要求】
1.一种复合支护托盘，其特征在于，包括两个采用Q235碳钢压制成的钢托盘(7)以及固定夹在两个钢托盘(7)之间的聚氨酯复合层(8);贯穿两个钢托盘(7)以及聚氨酯复合层(8)的中心开有一个锚杆安装孔(9)。
2.如权利要求1所述的复合支护托盘，其特征在于，所述钢托盘(7)的厚度均为8mm，聚氨酯复合层(8)的厚度为6(T80mm ;锚杆安装孔(9)的孔径为20mm ;钢托盘(7)以及聚氨酯复合层(8)的长度和宽度均为350mm。
3.一种设有复合支护托盘的缓冲式锚索，包括钢绞线(I )、固定在钢绞线(I) 一端的锚具(2)、位于锚具(2)与岩壁之间的垫板(3);其特征在于，所述垫板(3)与岩壁(10)之间固定有如权利要求1所述的复合支护托盘(4);所述锚杆(I)穿过复合支护托盘(4)的锚杆安装孔(9)。
【文档编号】E21D21/00GK203925551SQ201420369184
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】原铭辰, 原志峰 申请人:原铭辰