锚杆锚索用涨壳锚头的制作方法

本实用新型涉及矿山支护、岩体锚固领域，特别是一种在矿山软弱岩体、破碎岩体、大孔径支护中作锚杆或锚索端锚用的锚杆锚索用涨壳锚头。

背景技术：

我国矿山随开采深度逐年增加，巷道支护难度越来越大，特别是在软岩矿区和高应力叠加条件下，巷道变形收敛速度快，巷道破碎圈范围极大，使巷道支护和维护非常困难。对于软弱岩体和煤体巷道，普遍采用树脂锚固剂进行端锚，而树脂锚固剂与软弱煤岩体粘结强度低、难以适应围岩大变形。也有采用机械涨壳锚头锚固的，即采用带锯齿的楔形夹片固定于锚头两侧，在锚杆或锚索安装至钻孔孔底时，旋转锚杆或锚索使其前端杆体挤入楔形涨壳中间，进而使楔形涨壳与孔壁挤压形成摩擦力将锚杆或锚索端锚。这种机械涨壳锚头直径一般为20～25mm，楔形涨壳完全膨胀后直径可达40～50mm，而对于特别松软的煤体和完全破碎的岩体，即使机械涨壳锚头完全膨胀，直径达到50mm，也不会与孔壁形成有效摩擦阻力，这使得机械涨壳锚头具有一定局限性和失效可能。

技术实现要素：

为了克服在极破碎围岩和煤体巷道采用树脂锚固剂锚固强度低和采用机械涨壳锚头膨胀直径小，锚杆或锚索锚固力难以达到设计标准的不足，本实用新型提供一种锚杆锚索用涨壳锚头，它能适用矿山极软、极破碎围岩区巷道锚杆或锚索端锚的需要，其锚固直径可达30～120mm，也能解决松软围岩大孔径难以锚固的问题，且结构简单、使用方便。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种锚杆锚索用涨壳锚头，由构成涨壳的两片涨壳夹片，两涨壳夹片的中间的一件螺纹杆体等构成。螺纹杆体是尾部为螺纹段、其头部是光杆段、头部端头有杆头的螺纹杆体。螺纹杆体的螺纹段的螺纹为反向螺纹、其上装配有螺纹钢套；杆头直径大于杆体；光杆段上装配有钢套，钢套的前端面与杆头内侧接触。螺纹钢套为圆筒状、有内螺纹，两侧有小轴，小轴上装有连板。钢套为圆筒状，两侧有小轴，小轴上装有连板；钢套的前端面与杆头内侧接触。涨壳夹片尾部的内面两侧各有一小轴，小轴通过支架与涨壳夹片固连。两侧的小轴上装有连板，两侧的连板分别铰接于涨壳夹片尾部两侧的小轴与螺纹钢套两侧的小轴之间。涨壳夹片头部的内面两侧各有一小轴，小轴通过支架与涨壳夹片固连；两侧的小轴上安装有连板，两侧的连板分别铰接于涨壳夹片头部两侧的小轴与钢套两侧的小轴之间。

或者，所述的螺纹杆体是尾部为螺纹段、其头部为正向螺纹段的双头螺纹杆体。双头螺纹杆体的螺纹段上装配有螺纹钢套；正向螺纹段上装配有正向螺纹钢套。正向螺纹钢套为圆筒状，其内螺纹的旋向与螺纹段的相反，其两侧有小轴，小轴上装有连板，两侧小轴上的连板分别铰接于与涨壳夹片头部两侧的小轴与正向螺纹钢套两侧的小轴之间。螺纹钢套两侧小轴上的连板分别铰接于涨壳夹片尾部两侧的小轴与螺纹钢套两侧的小轴之间。

螺纹杆体的前端比涨壳夹片前端的位置滞后。螺纹杆体尾端与锚杆杆体或锚索索体的头部固联一体，螺纹段的螺纹旋向与锚杆或锚索安装时的旋向相反。当锚杆杆体或锚索索体安装时，将带动螺纹杆体旋转并推动螺纹钢套前移、钢套或正向螺纹钢套后移，两涨壳夹片涨开。

本实用新型的有益效果是：

①利用丝杆螺母机构、连板铰接机构构成机械涨壳锚头，大大增加了涨壳锚头的锚固直径，可提高锚固力，保证锚固可靠。能适用围岩极松软、极破碎条件下锚杆或锚索端锚的需要，防止钻孔扩孔或孔壁破碎导致锚固失效，也适用于大孔径锚杆或锚索的端锚。

②锚固直径可根据现场钻孔直径加大连板长度进行调节，现场施工简单，易操作。

③结构简单，加工方便，成本较低。

附图说明

图1：锚杆锚索的涨壳锚头闭合时的结构示意图主视图。

图2：锚杆锚索的涨壳锚头的结构示意图俯视图。

图3：锚杆锚索的涨壳锚头张开时的结构示意图。

图4a：图1中的Ι-Ι剖视图。

图4b：图3中的Ι´-Ι´剖视图。

图5a：涨壳夹片与Ω形支撑架固连一体的剖面图。

图5b：图5a中的A向视图。

图6a、图6b：螺纹钢套的结构示意图主视图、侧视图。

图7a、图7b：钢套的结构示意图左侧视图、主视图

图7c：连板的结构示意图。

图8：螺纹杆体的结构示意图。

图9：双头螺纹杆体结构示意图。

图中：1-螺纹杆体、2-涨壳夹片、3-螺纹钢套、4-连板、5-Ω形支撑架、6-钢套、7-挡圈、8-小轴、9-双头螺纹杆体、10-正向螺纹钢套；C-挡圈槽、L-螺纹段、L’-正向螺纹段、G-光杆段、T-杆头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

在图1、2中示出锚杆锚索用涨壳锚头的一种结构。它由涨壳夹片2、螺纹杆体1、螺纹钢套3、连板4、Ω形支撑架5和钢套6等构成。

涨壳锚头的两片涨壳夹片2构成涨壳。涨壳夹片2的横截面的外侧为圆弧形、纵截面的外侧为锯齿形。涨壳夹片2的内侧面为圆柱状弧面。两涨壳夹片2的内侧面相向对称布置。

两涨壳夹片2的中间有一螺纹杆体1。螺纹杆体1是尾部即图示左端为螺纹段L、其头部是光杆段G、其头部端头有杆头T的螺纹杆体。螺纹杆体1螺纹段L的螺纹为反向螺纹、其上装配有螺纹钢套3。杆头T直径大于杆体。光杆段G上装配有钢套6，钢套6的前端面与杆头T内侧接触。螺纹钢套3为圆筒状、有内螺纹，两侧有小轴8，小轴8上装有连板4。钢套6为圆筒状，两侧有小轴8，小轴8上装有连板4；钢套6的前端面与杆头T内侧接触。

涨壳夹片2尾部的内面两侧各有一小轴8，小轴8通过支架与涨壳夹片2固连；两侧的小轴8上装有连板4，两侧的连板4分别铰接于涨壳夹片2尾部两侧的小轴8与螺纹钢套3两侧的小轴8之间。

涨壳夹片2头部的内面两侧各有一小轴8，小轴8通过支架与涨壳夹片2固连；两侧的小轴8上安装有连板4，两侧的连板4分别铰接于涨壳夹片2头部两侧的小轴8与钢套6两侧的小轴8之间。

图5a、图5b示出涨壳夹片与Ω形支撑架固连一体的结构。

涨壳夹片2与其头部、尾部的内面两侧小轴8固连的支架是Ω形支撑架5。Ω形支撑架5的展开形状像纺锤形，其中间为圆弧形弯曲部分，两侧有小轴8，呈“Ω”形；两个Ω形支撑架5的弧形部分与涨壳夹片2前部、后部的圆弧状内侧面分别焊为一体。两个Ω形支撑架5两侧的小轴8，即涨壳夹片2前部、后部两侧的小轴8。

图4a示出涨壳锚头的两涨壳夹片2未涨开时横截面的状态。

图4b示出涨壳锚头的两涨壳夹片2涨开时横截面的状态。

在Ω形支撑架5、螺纹钢套3及钢套6两侧的小轴8上、于连板4的外侧均设有挡圈槽C，供安装挡圈7用，以防止连板4脱离小轴8。

图6a、图6b示出螺纹钢套3的结构。螺纹钢套3为圆筒状，两侧有小轴8，其内有螺纹。

图7a、图7b示出钢套6的结构。钢套6为圆筒状，两侧有小轴8。

图8示出螺纹杆体1的结构。螺纹杆体1尾部一端即图示左端，为螺纹段L；其头部即图示右端端头，是直径大于杆体的杆头T；其螺纹段L与杆头T之间是光杆段G。通常，锚杆杆体或锚索索体安装时为右旋，所以，图示的螺纹杆体1尾部螺纹为左旋螺纹，与锚杆杆体或锚索索体的旋向相反。

图7c示出连板4的一种结构。它左端是宽、右端窄。与左、右等宽的连板，以及常用链条的链板均可用。

图3示出锚杆锚索的涨壳锚头涨开时的状态。

本涨壳锚头作为锚杆或锚索的端锚部件，其螺纹杆体1尾端与锚杆杆体或锚索索体的头部固联一体。固联采用焊接、螺纹联接等方式。螺纹杆体1尾部的螺纹段L的螺纹旋向与锚杆或锚索安装时的旋向相反，而其前端的杆头T与钢套6的前端面接触。当锚杆杆体或锚索索体安装时，将带动螺纹杆体1旋转并推动螺纹钢套3前移，同时使杆头T推动钢套6后移，通过前、后连板4的联合推动，使两涨壳夹片2的前、后两端同时涨开。

螺纹杆体1的前端比涨壳夹片2的前端位置要滞后，以便使涨壳夹片2前端卡住孔底，防止涨壳夹片2只随螺纹杆体1旋转而不涨开。

实施例2：

本实用新型锚杆锚索用涨壳锚头的另一种结构，是由涨壳夹片2、双头螺纹杆体10、螺纹钢套3、连板4、Ω形支撑架5和正向螺纹钢套10等构成。它与例1基本相同。不同之处在于双头螺纹杆体9和正向螺纹钢套10。

图9示出双头螺纹杆体9的结构，以及正向螺纹钢套10的安装位置。

双头螺纹杆体9是尾部为螺纹段L、头部为正向螺纹段L’的螺纹杆体。双头螺纹杆体9的螺纹段L上装配螺纹钢套3，正向螺纹段L’上装配正向螺纹钢套10。正向螺纹钢套10为圆筒状，其内螺纹的旋向与螺纹段L的旋向相反、为正向螺纹。正向螺纹钢套10两侧有小轴8，小轴8上装有连板4，两侧小轴8上的连板4分别铰接于涨壳夹片2头部两侧的小轴8与正向螺纹钢套10两侧的小轴8之间。螺纹钢套3两侧小轴8上的连板4分别铰接于涨壳夹片2尾部两侧的小轴8与螺纹钢套3两侧的小轴8之间。

涨壳夹片2头部两侧的小轴8是与涨壳夹片2头部圆弧状内侧面焊为一体的Ω形支撑架5 两侧的小轴8。涨壳夹片2尾部两侧的小轴8是与涨壳夹片2尾部圆弧状内侧面焊为一体的Ω形支撑架5 两侧的小轴8。

双头螺纹杆体9尾端与锚杆杆体或锚索索体的头部通过焊接固联一体。双头螺纹杆体9尾部的螺纹段L的螺纹旋向与锚杆或锚索安装时的旋向相反，而其头部的正向螺纹段L’的螺纹旋向与锚杆杆体或锚索索体安装时的旋向相同。当锚杆杆体或锚索索体安装时，将带动双头螺纹杆体9旋转并推动螺纹钢套3前移、正向螺纹钢套10后移，通过前后连板4的联合推动，使两涨壳夹片2的前、后两端同时涨开，与孔壁紧密挤压，形成锚固力，达到端锚的目的。双头螺纹杆体9的前端比涨壳夹片2的前端位置要滞后，以便使涨壳夹片2前端卡住孔底。

锚杆或锚索在工作过程中要承受巨大的作用力，要求涨壳锚头的构件具有高强度，尤其是连板、小轴、螺纹钢套、钢套等。

其它实施方式：

1.本例的Ω形支撑架也可以采用其它形式的支架，如：用底部带弯边的立板作支架，底部弯边焊在涨壳夹片2内面两侧，立板的外侧焊上小轴8。

2.防止连板脱离小轴方式，除了采用挡圈，也可采用其它方法，如：采用垫圈加开口销，将小轴的外端直径铆粗等方法。

3.涨壳夹片2的内侧面为圆弧面，其内侧面前端的内径小、后端的内径大，使涨壳夹片涨开后、涨壳前端的外径比后端的外径大，提高锚固效果。也可以通过使涨壳锚头前端的连板比后端的连板长，或者，使涨壳锚头双头螺纹杆体头端的螺纹螺距比尾端的螺纹螺距大，达到涨壳夹片涨开后、涨壳前端的外径比其后端的外径大、提高锚固效果的目的。