一种分级让压锚索的制作方法

本实用新型涉及一种分级让压锚索，尤其是一种用于深井大变形冲击巷道或硐室支护的一种分级让压锚索。

背景技术：

对于煤矿巷道支护来说，随着采深的增加，越来越多的矿井进入深部开采，“三高一扰动”的问题日趋严重。巷道围岩出现了冲击现象以及流变特性。对于有些矿井，几乎90％的巷道每年都要返修3-4遍，大大增加了生产成本，严重制约了矿井正常生产接续，对煤矿安全高效生产带来巨大威胁。锚索作为一种主动支护手段，可以将浅部围岩锚固到深部稳定围岩上，是控制深部围岩变形的重要技术手段。但是由于锚索材质所限，其延伸率仅为3％，这与围岩的变形极不适应，时常发生锚索破断而造成支护失效的情况。因此亟需一种适应深井复杂条件巷道变形特性的锚索。

为了解决这一问题，许多专家学者从多方面进行了研究。从支护技术方面提出了多种技术方法。如二次支护理论，首先采用让巷道围岩变形的方法释放围岩应力，在采用刚性支护控制围岩变形。可缩性U型钢发明后则采用被动一次让压支护。随着锚杆支护技术的发展，强力一次支护技术通过高预应力提高围岩刚度，当达到临界刚度时，围岩变形量急剧降低。让压支护技术的提出为解决该问题提出了一个有益方向，但是当前让压支护产品的性能受到支护材料的限制，表现不尽人意。以木垫板、塑料垫板为基础的让压构件及让压锚索强度存在低强度让压问题。以橡胶垫或者橡胶板为基础的让压构件和让压锚索，存在无法实现预期让压的问题。以弹簧作为让压装置的制造成本高和精度控制难度大。以化学填充材料作为让压材料的让压结构及让压锚索受环境影响大，性能不稳定。钻孔内让压结构及让压锚索，定向性好，但是面临着套孔施工、施工难度大，造价昂贵的难题，难以在现场应用。更重要的当前的让压锚索都是单一阻力让压而不能随着围岩变形的实现多级让压。

针对巷道多次返修、现有让压锚索的不足问题。本文提出一种分级让压锚索可以用较低的成本解决巷道受动压影响多次返修问题，实现分级让压支护。在现有公开的文献中，还未能获得相关支护技术的报道。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种分级让压锚索，可以自动地根据围岩变形实现改变让压阻力值以及多级让压。

本实用新型采取的详细技术方案为：其包括钢绞线、多级让压构件以及锁紧器，钢绞线的上部固定设置有托盘，多级让压构件包括内管以及套管，内管、套管由下往上依次套在钢绞线上，内管向外延伸地设置有至少两层外齿台，锁紧器与钢绞线的顶端固定连接，托盘、最上层的外齿台、套管、锁紧器依次抵持，各层外齿台的外径均相等，且各层外齿台的厚度由上往下依次等差地递增或者递减。

优选地，各层外齿台的厚度由上往下依次递增0-2mm，且各相邻的两个外齿台之间的距离均为2mm。

优选地，套管为鼓状、凹鼓状、或者直筒状。

可以使套管具备弹性、提高本实用新型的分级让压锚索的安装预应力，同时可以防止过度让压；另外，还可以使套管也具备让压的功能，进一步地提高让压效果；还可以卡住锁紧器与钢绞线的顶端，即增加一道保护措施，进一步地提高本实用新型的分级让压锚索的可靠性。

进一步地，内管的顶端设置有圆环形的导向凸起，导向凸起外壁与套管的内壁贴合。

可以使套管不会在垂直于钢绞线的平面上晃动，可以保证套管的轴心与外齿台的轴心重合、套管对外齿台的抵持力均匀地分布在外齿台上，从而可以提高本实用新型的分级让压锚索的可靠性。

进一步地，托盘与内管之间、套管与锁紧器之间均设置有刚性垫片。

可以使多级让压构件整体受力均匀，提高本实用新型的分级让压锚索的可靠性。

作为一种实施方式，外齿台为八层。

可以实现八级以上的让压。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)可以自动地根据围岩变形实现改变让压阻力值以及多级让压，解决了当前支护体变形受材料性能的限制的问题。

(2)具备多重保护措施，可靠性较高。

附图说明

图1是本实用新型中的一种分级让压锚索的结构示意图。

图2是图1的I处的放大示意图。图2中，粗实线箭头表示让压时套管22的移动方向。

钢绞线1；托盘12；多级让压构件2；内管21；外齿台211；导向凸起212；套管22；锁紧器3；刚性垫片4；外齿台厚度A；外齿台间隙B。

具体实施方式

请参阅图1、图2，本实用新型为一种分级让压锚索，其包括钢绞线1。钢绞线1为常规的矿用钢绞线。

钢绞线1的上部固定设置(通过常规的钢绞线锁紧器固定)有托盘12。

本实用新型的分级让压锚索还包括多级让压构件2以及锁紧器3。

多级让压构件2包括内管21以及套管22，内管21、套管22由下往上依次套在钢绞线1上。

内管21向外延伸地设置有至少两层(如图1所示，水平的一圈外齿台211为一层外齿台211)外齿台211。套管22为20号钢制成。

锁紧器3与钢绞线1的顶端固定连接。

托盘12、最上层的外齿台211、套管22、锁紧器3依次抵持。通常，套管22的内径小于外齿台211的外径。

各层外齿台211的外径均相等，且各层外齿台211的厚度由上往下依次等差地递增，即第二靠上的一层的外齿台211的厚度减去最上层的外齿台211的厚度、等于第三靠上的一层的外齿台211的厚度减去第二靠上的一层的外齿台211的厚度。通常，各层外齿台211的厚度(即外齿台厚度A)由上往下依次递增0-2mm(包括0mm，即各层外齿台211的厚度相等)，且各相邻的两个外齿台211之间的距离(即外齿台间隙B)均为2mm。

本实用新型中的一种分级让压锚索的工作原理为：使用时，将钢绞线1埋入锚孔并浇筑固定，使托盘12与锚孔的顶端贴合。当围岩变形时，围岩带动钢绞线1使用钢绞线1向下运动，钢绞线1通过锁紧器3带动套管22向下运动，使套管22持续地抵持最上层的外齿台211，当套管22抵持外齿台211的抵持力大于最上层的外齿台211的强度阈值(第一级的让压阻力值通常为7～8吨)时，最上层的外齿台211被套管22剪断(即实现第一级的让压)，上层的外齿台211被套管22剪断后，套管22向下移动直至抵持第二靠上的一层的外齿台211；当套管22抵持外齿台211的抵持力大于第二靠上的一层的外齿台211的强度阈值(第二级的让压阻力值通常为8～9吨)时，第二靠上的一层的外齿台211被套管22剪断(即实现第二级的让压)；由于各层外齿台211的厚度由上往下依次等差地递增，各层外齿台211的让压阻力由上往下依次递增，可以实现递增阻力让压。当然，根据实际的一些特殊情况，各层外齿台211的厚度由上往下依次等差地递减0-2mm(不包括0mm)，使各层外齿台211的让压阻力由上往下依次递减。有上述可以看出，本实用新型的分级让压锚索可以自动地根据围岩变形实现改变让压阻力值。

依此类推可以实现三级级或者三级以上的让压，即可以自动地根据围岩变形实现多级让压。

优选地，套管22为鼓状，即套管22的中部向外(向远离钢绞线1的轴心的方向)凸出。可以使套管22具备弹性、提高本实用新型的分级让压锚索的安装预应力，同时可以防止过度让压；另外，还可以使套管22也具备让压的功能，进一步地提高让压效果。当然套管22也可以为直筒状。

优选地，套管22为凹鼓状，即套管22的中部向内(向靠近钢绞线1的轴心的方向)凹陷，可以使套管22具备弹性、提高本实用新型的分级让压锚索的安装预应力，同时可以防止过度让压；另外，还可以使套管22也具备让压的功能，进一步地提高让压效果；再有，若围岩变形围岩带动钢绞线1的力量过大使套管22变形时，套管22的中部会继续向内(向靠近钢绞线1的轴心的方向)凹陷、使套管22的内径变小，可以卡住锁紧器3与钢绞线1的顶端，即增加一道保护措施，进一步地提高本实用新型的分级让压锚索的可靠性。

优选地，内管21的顶端设置有圆环形的导向凸起212，导向凸起212外壁与套管22的内壁贴合。可以使套管22不会在垂直于钢绞线1的平面上晃动，可以保证套管22的轴心与外齿台211的轴心重合、套管22对外齿台211的抵持力均匀地分布在外齿台211上，从而可以提高本实用新型的分级让压锚索的可靠性。

作为较常见的一种实施方式，外齿台211为八层。可以实现八级以上的让压。

进一步地，托盘12与内管21之间、套管22与锁紧器3之间均设置有刚性垫片4。可以使多级让压构件2整体受力均匀，提高本实用新型的分级让压锚索的可靠性。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。