一种活塞式增阻让压锚杆及施工方法与流程

本发明涉及一种巷道或隧道用支护设备，尤其涉及一种活塞式增阻让压锚杆及施工方法。

背景技术：

进入到新世纪以来,随着我国经济的高速发展,社会对煤炭需求量的日益增长，开采能力不断提高，深部开采是煤炭行业发展的必然趋势。但是随着深部开采的进行，围岩应力增加，围岩产生大变形，但是现有的锚杆延伸率低，不能适应深部开采过程中产生的围岩大变形问题，目前急需一种能够有效控制的围岩大变形的支护方法。

增阻让压锚杆能够在围岩大变形的情况下自身能发生有利变形，能在有效让压的情况下继续发挥对围岩的控制作用；同时随着锚杆的变形，支护阻力逐渐增大，增加锚杆对围岩变形的控制效果；

在专利201210020742.1中公开了一种增阻让压锚杆，这种装置锚杆直径不同，锚固段直径变小，会减小端部的锚固力，不能完全发挥锚杆对围岩变形的控制能力。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种活塞式增阻让压锚杆及施工方法，以解决现有锚杆存在的延伸率低，不能适应深部开采过程中产生的围岩大变形问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种活塞式增阻让压锚杆，包括增阻让压装置、杆体、托盘和螺母；所述增阻让压装置由螺纹钢、增阻块组成；所述的杆体为一个中空的螺纹锚杆，其一端封闭，另一端敞口；其中由螺纹锚杆的封闭端开始向内的一部分锚杆其壁厚逐渐增加；所述的增阻块设置在锚杆的壁厚最薄处，所述的增阻块通过螺纹钢挤压在螺纹锚杆的封闭端；所述的螺纹钢延伸到围岩钻孔外与所述的螺母配合将托盘压在围岩壁上。

进一步的，所述中空螺纹锚杆的壁厚变化区设置在其中间部分，防止端部锚固对锚杆壁厚产生影响，另一端留有较大余量，增大最大阻力段长度。

优选的，所述增阻块与螺纹钢连接在一起，随着螺纹钢一起运动。

优选的，所述增阻块为圆台形，圆台外圈的斜度与螺纹锚杆壁厚的变化大小相同，以便增阻块与螺纹锚杆内表面贴合，防止相对滑动过程中对杆体造成其他损伤。

优选的，所述增阻块由金属材料制成。

优选的，所述托盘为金属蝶形托盘。

本发明的施工方法如下：

在巷道或隧道围岩中打孔，将增阻让压锚杆利用锚固剂锚固到围岩中；另一端穿过设置在围岩上的托盘连接螺母，然后利用螺母给螺纹钢施加预紧力；围岩支护初期产生的变形量较大，围岩变形能超出锚杆所能承受的范围，使锚杆中轴向拉力变大超过锚杆此时提供的支护阻力，增阻块和杆体产生相对位移，增阻块和螺纹钢向钻孔外移动，由于杆体内壁的半径越来越小，因此随着围岩和整个锚杆变形量的增大，整个锚杆支护阻力也随之增大，当大变形结束时，围岩变形作用力和锚杆支护阻力重新达到平衡，充分发挥锚杆的支护能力。

本发明的有益效果为：

(1)活塞式增阻让压锚杆能够在围岩大变形自身发生有利变形，能在有效让压的情况下继续发挥对围岩的控制作用；

(2)随着螺纹钢的移动，杆体的壁厚逐渐增加，整个锚杆抵抗变形的能力增大，支护阻力逐渐增大，增加锚杆对围岩变形的控制效果；

(3)随着锚杆的变形，锚杆略微膨胀，增大与围岩之间的摩擦阻力，提供一部分支护阻力。

附图说明

构成

本技术：
的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为活塞式增阻让压锚杆。

图2为增阻让压装置。

图中：1杆体，2托盘，3螺母，4螺纹钢，5增阻块。

具体实施方案

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有的锚杆延伸率低，不能适应深部开采过程中产生的围岩大变形问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种活塞式增阻让压锚杆及施工方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，活塞式增阻让压锚杆包括增阻让压装置、杆体1、托盘2、螺母3；所述增阻让压装置由螺纹钢4、增阻块5组成。增阻块5与螺纹钢4连接，位于杆体1壁厚最薄处；螺纹钢4延伸到围岩钻孔外与所述的螺母3配合将托盘2压在围岩壁上。

托盘2、螺母3依次套装在杆体1的尾部，螺纹钢5在杆体1的中空腔体内。

所述的杆体1为中空螺纹锚杆，其中部分杆壁厚成一定坡度，长度约1m，其坡度可以根据实际需要的支护阻力及阻力增长梯度调整；壁厚坡度区域位于锚杆中部，且杆体1中位于钻孔底部的一端部封闭，到壁厚改变段边缘即壁厚最薄处为实心杆体，以便于充分发挥锚固端的锚固效应，并且防止潮湿环境对锚杆内部腐蚀。

本发明公开的活塞式增阻让压锚杆能够在围岩大变形自身发生有利变形，能在有效让压的情况下继续发挥对围岩的控制作用；

进一步，所述增阻块5位于杆体1壁厚最薄处，与螺纹钢4固定连接，连接形式优先选择焊接；随着螺纹钢的移动，杆体的壁厚逐渐增加，整个锚杆抵抗变形的能力增大，支护阻力逐渐增大，增加锚杆对围岩变形的控制效果；

进一步的，增阻块5为圆台形，圆台外圈的斜度与杆体的壁厚坡度相同；以使两个部件可以很好的配合。

进一步的，所述增阻块5由金属材料制成，托盘2为金属蝶形托盘，增大构件的强度。

螺纹钢为全螺纹，在相对滑动的过程中，螺纹暴露出来，与钻孔壁接触，能提供一定的支护阻力。具体施工方法如下：

在巷道或隧道围岩中打孔，将该锚杆利用锚固剂锚固到围岩中，然后利用螺母3给锚杆施加预紧力。围岩支护初期产生的变形量较大，围岩变形能超出锚杆所能承受的范围，使锚杆中轴向拉力变大超过锚杆此时提供的支护阻力，增阻块5和杆体1产生相对位移；随着围岩和锚杆变形量的增大，锚杆支护阻力也随之增大，当大变形结束时，围岩变形作用力和锚杆支护阻力重新达到平衡，充分发挥锚杆的支护能力。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种活塞式增阻让压锚杆及施工方法，包括增阻让压装置、杆体、托盘和螺母；所述增阻让压装置由螺纹钢、增阻块组成；所述的杆体为一个中空的螺纹锚杆，其一端封闭，另一端敞口；其中由螺纹锚杆的封闭端开始向内的一部分锚杆其壁厚逐渐增加；所述的增阻块设置在锚杆的壁厚最薄处，所述的增阻块通过螺纹钢挤压在螺纹锚杆的封闭端；所述的螺纹钢延伸到围岩钻孔外与所述的螺母配合将托盘压在围岩壁上。

技术研发人员：李海燕;常涛;胥洪彬;唐鹏越;刘洁;都君琪
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2017.11.27
技术公布日：2018.05.25