一种冲击地压巷道支护锚杆的制作方法

本发明涉及一种巷道支护领域，具体是一种冲击地压巷道支护锚杆。

背景技术：

冲击地压是采场周围煤岩体，在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。冲击地压是一种特殊的矿山压力显现。其显现强度特征一般为弱冲击、强冲击、弹射、矿震、岩爆、煤炮、冲击波、弹性振动等，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象；其发生突然剧烈，冲击波力量巨大，瞬间摧毁巷道、采煤工作面和设备，伤击人员。

冲击地压支护技术与常规支护是不同的，冲击地压支护条件下的支护结构不仅要能经受住静态条件下的高应力荷载的作用，还要抵御冲击地压时的动荷载作用。受到现有的冲击地压发生机制研究主要基于静力学因素的影响，现有的冲击地压支护也主要是以静力学支护理论为基础的，常规的巷道冲击地压的支护主要采用锚杆支护方式，常规的锚杆如管缝式和螺纹钢锚杆，常常无法应对岩爆的冲击，在围岩变形过程中，发生塑形变形乃至屈服破坏。另一方面，岩爆及爆破等振动会产生巨大的声响及扰动，造成进一步的破坏，可能还会再次诱发岩爆。现有的支护方式支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下，仅能适应低强度的冲击地压；但是现在随着煤炭资源的逐渐枯竭，深部开采已经是未来的趋势，深部开采的前提是能提供安全的巷道冲击地压的支护，所述需要开发支护强度更高的支护方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种冲击地压巷道支护锚杆及其支护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冲击地压巷道支护锚杆，包括锚杆一、锚杆二、锚杆三、第一阻尼器、第二阻尼器、第一托盘、第二托盘和锚固头；所述锚固头设置在锚杆三的端部；所述第一阻尼器一端与锚杆一固定连接，第一阻尼器另一端与锚杆二固定连接，所述锚杆二的另一端固定连接至第二阻尼器，所述第二阻尼器与锚杆三固定连接；所述第一托盘固定安装在锚杆一的顶端，第一托盘与第二托盘之间通过连接杆固定连接，所述第一托盘和第二托盘均为环形盘结构；所述第一阻尼器和第二阻尼器内均设置有弹簧，所述锚杆一、锚杆二和锚杆三外侧设置由于外螺纹。

作为本发明进一步的方案：所述锚杆一、锚杆二和锚杆三的材质为钢材。

作为本发明再进一步的方案：所述第一托盘和第二托盘的厚度均匀，且第一托盘和第二托盘沿任一中心线的切面的弧度一致。

一种冲击地压巷道支护锚杆的支护方法，其主要步骤如下：

1)在锚固围岩上钻孔：通过钻孔机在成型的巷道围岩上钻孔，其孔径要大于支护锚杆的横截面直径；

2)在围岩外侧安装第一层钢丝网：将第一层钢丝网固定安装在围岩上；

3)安装支护锚杆并向孔内注浆：将支护锚杆穿过第一层钢丝网上的网孔，支护锚杆放置在钻孔内，并在孔内注入混凝土，使支护锚杆固定在深部岩体上。

4)在第一层钢丝网外侧喷射混凝土层一：在第一层钢丝网的外侧喷射混凝土层一，使混凝土层一的厚度不小于支护锚杆上的第一托盘的厚度，目的是将第一托盘固定在混凝土层一中；

5)安装第二层钢丝网并喷射混凝土层二：将第二层钢丝网安装在混凝土层一的外侧，然后在第二层钢丝网外侧喷射混凝土层二，混凝土层二的厚度不小于支护锚杆上的第二托盘的厚度，目的是将第二托盘固定在混凝土层二中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明解决了现有的支护方式支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下，仅能适应低强度的冲击地压的问题，通过在支护锚杆上设置两组阻尼器增强了锚杆的自适应吸能的特征，使锚杆具有较高的安全储备，能够适应突发状况；当锚杆遇到较大荷载冲击或者岩爆时，阻尼器内的弹簧能够吸收能量，从而避免应力波扰动灾害，抵抗岩爆的破坏。

附图说明

图1为冲击地压巷道支护锚杆的结构示意图。

图2为冲击地压巷道支护锚杆的支护方式中钢丝网的结构示意图。

图3为用冲击地压巷道支护锚杆的支护方法安装结构示意图。

图中：1-锚杆一，2-第一阻尼器，3-第二阻尼器，4-锚固头，5-第一托盘，6-第二托盘，7-连接杆，8-锚杆二，9-锚杆三，10-第一钢丝网，11-混凝土层一，12-混凝土层二，13-第二层钢丝网。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种冲击地压巷道支护锚杆，包括锚杆一1、锚杆二8、锚杆三9、第一阻尼器2、第二阻尼器3、第一托盘5、第二托盘6和锚固头4；所述锚固头4设置在锚杆三9的端部，锚固头4用于将锚杆锚固在岩体内；所述第一阻尼器2一端与锚杆一1固定连接，第一阻尼器2另一端与锚杆二8固定连接，所述锚杆二8的另一端固定连接至第二阻尼器3，所述第二阻尼器3与锚杆三9固定连接；所述锚杆一1、锚杆二8和锚杆三9的材质为钢材，锚杆一1、锚杆二8和锚杆三9外侧设置由于外螺纹；所述第一托盘5固定安装在锚杆一1的顶端，第一托盘5与第二托盘6之间通过连接杆7固定连接，所述第一托盘5和第二托盘6均为环形盘结构，第一托盘5和第二托盘6的厚度均匀，且第一托盘5和第二托盘6沿任一中心线的切面的弧度一致，将第一托盘5和第二托盘6设计成弧形目的是增加支护锚杆的可延展性；所述第一阻尼器2和第二阻尼器3内均设置有弹簧，第一阻尼器2和第二阻尼器3内设置弹簧目的是吸收一定量的岩体应力波，从而抵抗岩爆带来的破坏冲击；当出现裂化时，支护锚杆向钻孔外移动，拉动第一阻尼器2和第二阻尼器3动作，吸收裂化能量，抑制裂化，增强岩体强度；第一阻尼器2和第二阻尼器3动作吸收岩体应力波，避免岩体进一步裂化。在岩爆孕育过程中抑制岩体中的拉破坏，增强岩体强度，预防岩爆的发生。第一阻尼器2和第二阻尼器3吸收一定量的应力波，避免应力波扰动灾害，抵抗岩爆的破坏。

一种采用该冲击地压巷道支护锚杆的支护方法，其主要步骤如下：

1)在锚固围岩上钻孔：通过钻孔机在成型的巷道围岩上钻孔，其孔径要大于支护锚杆的横截面直径；

2)在围岩外侧安装第一层钢丝网10：将第一层钢丝网10固定安装在围岩上；

3)安装支护锚杆并向孔内注浆：将支护锚杆穿过第一层钢丝网10上的网孔，支护锚杆放置在钻孔内，并在孔内注入混凝土，使支护锚杆固定在深部岩体上。

4)在第一层钢丝网外侧喷射混凝土层一：在第一层钢丝网10的外侧喷射混凝土层一11，使混凝土层一11的厚度不小于支护锚杆上的第一托盘5的厚度，目的是将第一托盘5固定在混凝土层一11中；

5)安装第二层钢丝网并喷射混凝土层二：将第二层钢丝网13安装在混凝土层一11的外侧，然后在第二层钢丝网13外侧喷射混凝土层二12，混凝土层二12的厚度不小于支护锚杆上的第二托盘6的厚度，目的是将第二托盘6固定在混凝土层二12中。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种冲击地压巷道支护锚杆，包括锚杆一、锚杆二、锚杆三、第一阻尼器、第二阻尼器、第一托盘、第二托盘和锚固头；锚固头设置在锚杆三的端部；第一阻尼器一端与锚杆一固定连接，第一阻尼器另一端与锚杆二固定连接，锚杆二的另一端固定连接至第二阻尼器，第二阻尼器与锚杆三固定连接；第一托盘固定安装在锚杆一的顶端，第一托盘与第二托盘之间通过连接杆固定连接，第一托盘和第二托盘均为环形盘结构；第一阻尼器和第二阻尼器内均设置有弹簧。本发明解决了现有的支护方式支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下，仅能适应低强度的冲击地压的问题，使锚杆具有较高的安全储备，能够适应突发状况。

技术研发人员：贾宝新;周琳力;潘一山;陈浩;孙傲;苏东阳
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2016.11.10
技术公布日：2018.05.25