一种吸能锚杆托盘的制造方法与工艺

本发明涉及矿山及隧道等地下工程安全支护技术，特别是一种用于地下巷道锚杆支护中具有让压吸能功能的锚杆托盘。

背景技术：
在地下巷道锚杆支护中，锚杆托盘是锚杆支护系统中的一个重要部件。其作用是，一方面通过压紧托盘给锚杆施加预应力，并使预应力扩散到锚杆周围的煤岩体中，实现锚杆的主动、及时支护；另一方面围岩变形使载荷作用于托盘上，通过托盘将载荷传递到锚杆杆体，锚杆变化的载荷又通过托盘扩散到围岩中，从而改善围岩的应力状态，控制围岩变形与破坏。对于锚杆支护的高地应力巷道，为较好实现锚杆系统和围岩的强度和刚度耦合，锚杆系统的设计既要提供足够的承载力，又要实现让位让压吸能。而目前煤矿使用的锚杆托盘，包括平板形托盘、铸铁托盘、碟形托盘及M形托盘等大多着眼于改善托盘静载作用时对锚杆螺母端头的应力状态，而忽略了通过托盘的让位让压吸能特性解决矿井巷道内冲击载荷作用下锚杆托盘易发生突然变形卸载或断裂的技术问题。如申请号为201310686070.2的中国专利公开的一种煤矿井下用锚杆托盘，该托盘仅考虑静载作用下托盘强度和结构的优化，虽能提高托盘的抗弯强度，增加托盘的支护面积，但不具备抗动载冲击的吸能防冲破坏特性。申请号为201210210850.5的中国专利公开的双层锚杆托盘，解决的是工程施工时保护锚杆丝扣免于破坏、使锚杆可重复利用的技术问题，也不具备防冲击失效功能。申请号为201010515672的中国专利公开的一种持续性渐进让压锚杆托盘，通过带有多圈圆环状让压沟槽的碟形托盘体与围岩壁挤压让位，使其虽具有一定的让压特性，但让压过程阻力不稳定，易对围岩造成挤压剐蹭损伤，使围岩松动，导致锚杆失效；且该托盘不能重复使用；沟槽加工困难。

技术实现要素：
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种冲击载荷作用下托盘不易发生变形卸载或断裂、适应变形能力强、能够持续让压的吸能锚杆托盘。为实现上述目的，本发明提供的吸能锚杆托盘，包括套在锚杆上、可沿锚杆移动的双层碟形托盘体和螺纹连接在锚杆外露端的预紧螺母；所述双层碟形托盘体由上层碟形托盘和下层碟形托盘组成，上层碟形托盘和下层碟形托盘之间通过与上层碟形托盘和下层碟形托盘外缘焊接在一起的夹层垫圈形成中空的碟形导向槽；所述预紧螺母与双层碟形托盘体之间有套在锚杆上(与锚杆外壁保持一定间隙)的吸能管，该吸能管由撕裂吸能段和外径小于撕裂吸能段的撕裂预紧段组成，撕裂吸能段和撕裂预紧段的总长度与所述导向槽的深度相同，其中撕裂预紧段的长度为10～15mm，撕裂吸能段的外径略小于上层碟形托盘的中心孔孔径(保证撕裂吸能段能沿上层碟形托盘的中心孔滑动)，撕裂吸能段的管壁厚度略小于所述导向槽的厚度(保证撕裂吸能段的管壁被撕裂后能沿导向槽滑动)，撕裂预紧段的下端有倒角，撕裂预紧段下部穿过上层碟形托盘的中心孔，通过其倒角触压在下层碟形托盘中心孔周边的吸能管调心台上，倒角上有间隔均匀分布的一组预裂线槽，在吸...