锚具的制作方法

本实用新型涉及煤矿支护设备制造技术领域，尤其涉及一种锚具。

背景技术：

煤一般埋藏在岩层的下面，在开采煤矿时，需向地下开凿巷道，以便开采设备以及工作人员由巷道进入到工作场所；随着开采深度的增加，巷道顶面的岩层受到的向下的压力逐渐增大，巷道顶面的岩层容易在压力的作用下破碎，进而由巷道顶面掉落，容易砸伤工作人员或者开采设备；因此如何防止巷道顶面的岩石掉落成为研究的热点。

现有技术中，常在巷道的顶面设置锚具，以阻止巷道顶面的岩层掉落到巷道内。锚具包括：钢绞线、锁块以及锁芯，锁块上开设有锁紧通道，锁紧通道由锁块朝向巷道顶面的顶端向底端延伸、且截面面积逐渐增大；锁芯呈圆台状，锁芯朝向巷道顶面的顶端截面面积小于锁芯底端的截面面积，锁芯内开设有安装通道，锁芯顶端向锁芯底端开设有分隔口；安装时，先在巷道顶面向上开设一锚固孔，将钢绞线的顶端穿设在锚固孔内，再向锚固孔内填充锚固剂，锚固剂能够将钢绞线黏接在锚固孔的侧壁上，钢绞线的底端位于巷道内；之后将锁块套设在钢绞线外侧；再将钢绞线底端穿设在安装通道内；之后将锁芯穿设在锁紧通道内，向上抵顶锁块、以给岩层施加一预压力；释放锁块后，在预压力的作用下，锁芯和锁块间产生自锁，锁芯内壁压紧钢绞线，进而阻止锁芯以及锁块向下运动，此时锁块抵顶巷道的顶面，可以阻止巷道顶面的岩层掉落。

然而，现有技术中，由于钢绞线与锁芯之间的摩擦力较大，安装后锁块和锁芯都不能相对于钢绞线移动；而且，随着巷道使用时间的增长，巷道顶面向下的压力逐渐增大，当压力增大到一定程度时，钢绞线容易断裂，使得巷道的顶面失去支撑，顶面的岩层掉落到巷道内部，容易砸伤工作人员或开采设备。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种锚具，以解决由于钢绞线与锁芯之间的摩擦力较大，安装后锁块和锁芯都不能相对于钢绞线移动；而且，随着巷道使用时间的增长，巷道顶面向下的压力逐渐增大，当压力增大到一定程度时，钢绞线容易断裂的技术问题。

本实用新型提供了一种锚具，包括：拉紧件、锁具、调节套以及调节装置；所述拉紧件的顶端用于穿设在巷道顶面开设的锚固孔内，所述拉紧件的底端穿过所述调节套上设置的调节孔与所述锁具连接；所述调节套与所述锁具还通过调节装置连接，所述调节装置用于调节所述调节套与所述拉紧件顶端之间的距离；所述调节套用于抵顶所述巷道的顶面。

如上所述的锚具，优选地，所述调节装置包括设置在所述调节孔侧壁上的调节内螺纹、以及在所述锁具上形成的调节外螺纹，所述调节内螺纹与所述调节外螺纹配合。

如上所述的锚具，优选地，所述调节套的外侧设置有旋转臂。

如上所述的锚具，优选地，锁具包括锁块以及锁芯；所述锁块上开设有锁紧通道，所述锁紧通道由所述锁块朝向所述拉紧件顶端的顶端向底端延伸、且截面面积逐渐增大；所述锁块与所述调节孔通过所述调节装置连接；所述锁芯呈圆台或棱台状，所述锁芯内部开设有安装通道，所述拉紧件穿设在所述安装通道内；所述锁芯的侧壁上由截面面积较小的顶端向底端延伸形成有分隔口；所述锁芯顶端的截面面积大于所述锁紧通道顶端的截面面积，所述锁芯穿设在所述锁紧通道内、且所述锁芯的顶端朝向所述拉紧件的顶端设置。

如上所述的锚具，优选地，所述分隔口由所述锁芯的顶端贯穿至所述锁芯的底端。

如上所述的锚具，优选地，所述分隔口为多个。

如上所述的锚具，优选地，还包括环形弹性件，所述环形弹性件套设在所述锁芯的外侧。

如上所述的锚具，优选地，所述锁芯的上开设有定位槽，所述环形弹性件容置在所述定位槽内。

如上所述的锚具，优选地，还包括托盘，所述托盘用于设置在所述巷道的顶面与所述调节套之间。

托盘托盘如上所述的锚具，优选地，所述拉紧件为钢绞线。

本实用新型提供的锚具，通过使拉紧件的顶端穿设在巷道顶面的锚固孔内，拉紧件的底端与锁具连接，调节套套设在拉紧件的底端外侧，锁具与调节套通过调节装置连接；使得当巷道的顶端受到的压力过大，以使拉紧件承受的拉力达到极限时，可以通过调节调节装置，使调节套向巷内部移动，导致巷道表面对调节套的压力减小，进而减小了拉紧件所受到的拉力，以免拉紧件受到的拉力过大发生断裂；进而避免了因拉紧件断裂导致的巷道顶面的岩石掉落到巷道内，导致巷道支护失效，保证了工作人员以及开采设备的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的锚具的安装示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的锚具中调节套的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的锚具中锁块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的锚具中锁芯的结构示意图。

附图标记说明：

10、拉紧件；

20、调节套；

30、锁具；

40、巷道；

50、托盘；

60、环形弹性件；

201、调节内螺纹；

202、调节孔；

301、锁块；

302、锁芯；

3011、锁紧通道；

3012、调节外螺纹；

3021、安装通道；

3022、分隔口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在煤矿的开采过程中，常需在地面向地下开设一竖井，之后在竖井的末端开设水平的巷道；或者在地面上开设具有一定倾斜角度的巷道，随着巷道向地下延伸，巷道的深度逐渐增加；巷道的末端延伸至煤层，工作人员和开采设备可以通过巷道运输至煤层，进行开采作业。而且开采出来的煤可以通过巷道运输至竖井或者地面，以实现煤的开采。巷道一般开设在岩层之中，在开凿巷道之后，巷道顶面的岩层在自身重力以及巷道上部岩层挤压力的作用下向巷道内部凸出变形；当变形量达到一定程度时，巷道顶面的岩石破碎、松散，进而由巷道顶面掉落；若此时有工作人员经过或者下部有开采设备时，掉落的岩石容易对工作人员或开采设备造成伤害；另外，掉落的岩石会堆积在巷道内部，进而减小了巷道的截面面积，阻碍煤的运输。

图1为本实用新型实施例提供的锚具的安装示意图，图2为图1中A处的局部放大图，图3为本实用新型实施例提供的锚具中调节套的结构示意图。请参照图1-图3。本实施例提供的锚具，包括：拉紧件10、锁具30、调节套20以及调节装置；拉紧件10的顶端用于穿设在巷道40顶面开设的锚固孔内，拉紧件10的底端穿过调节套20上设置的调节孔202与锁具30连接；调节套20与锁具30还通过调节装置连接，调节装置用于调节调节套20与拉紧件10顶端之间的距离；调节套20用于抵顶巷道40的顶面。

具体地，拉紧件10可为任意具有一定长度、和强度的装置，以便在拉紧件10受到一定的拉力后不会断裂，本实施例对拉紧件10不做限制；例如：拉紧件10可以为铁柱或者钢筋。巷道40顶面的锚固孔可以通过打眼机或者钻孔机形成，锚固孔向上延伸一定的距离，以便拉紧件10的顶端可以穿设在锚固孔内，并且，部分拉紧件10容置在锚固孔内；之后向锚固孔内填充锚固剂，以增加拉紧件与锚固孔侧壁之间的摩擦力；优选地，锚固剂可为水泥浆或者胶水，以便在将锚固剂填充在锚固孔内之后，锚固剂能够在短时间内凝结，将拉紧件10粘接在锚固孔的侧壁上。

具体地，锁具30可以为任意能够与拉紧件10连接的装置，本实施例对锁具30的结构不做限制；锁具30可以呈球状、圆柱状或者长方体状。另外本实施例对锁具30与拉紧件10之间的连接方式也不做限制；只要保证在巷道40顶部的岩层向巷道40内部凸出，巷道40顶部的岩石抵顶调节套20，进而调节套20将来自岩石的压力传递至锁具30时，锁具30不会相对于拉紧件10移动即可；例如，锁具30可通过焊接或者螺栓连接的方式与拉紧件10连接；另外，锁具30还可以通过铸造的方式与拉紧件10一体成型，以保证锁具30与拉紧件10之间的连接强度。

本实施例对调节套20的形状也不做限制，例如：调节套20可以呈圆柱状、棱柱状等规则形状，还可以呈其他的不规则形状；调节套20上调节孔202的截面形状可以呈圆形、矩形等规则形状、或者呈其他的不规则形状，只要保证拉紧件10可以穿设在调节孔202内，并且可在调节孔202内沿平行于调节孔202轴线的方向移动即可。

具体地，调节装置可以为任意能够改变调节套20与拉紧件10顶端之间距离的装置，并且在巷道40顶面的岩层向下变形，进而抵顶调节套20时，调节装置能够将调节套20所受的压力传递至锁具30，本实施例对调节装置不做限制；例如：调节装置可以包括调节螺栓，锁具30的外侧凸出形成有一安装板，安装板背离锁具30的一端向内凹陷形成有一插槽，调节螺栓上具有一环形卡槽，调节螺栓插设在插槽内、且环形卡槽与插槽配合，以使调节螺栓只能在插槽内转动，不能沿轴向移动；调节套20上开设有一螺纹孔，调节螺栓与螺纹孔配合，以便在扭转调节螺栓时，能够调节调节套20与拉紧件10顶端的距离；进而改变巷道40顶面对调节套20的压力，即拉紧件10所受的拉力；优选地，调节螺栓可为多个，以便增加锁具30与调节套20之间的连接强度。

具体地，在安装时，可以通过调节装置使调节套20向拉紧件10的顶端移动，进而使调节套20与巷道40的顶面之间具有一预压力，进而使拉紧件10发生一定的弹性变形；以免在巷道40顶面的岩石向内凸出时，岩石抵顶调节套20，进而通过锁具30拉拔拉紧件10，拉紧件10受到拉力后发生的弹性形变量过大，使得巷道40顶面的岩石变形量过大，进而岩石破碎掉落在巷道40内。

本实施例提供的锚具的安装过程为：首先在巷道40的顶面上开设锚固孔，将拉紧件10的顶端穿设在锚固孔内，并向锚固孔内填充锚固剂，待锚固剂固化后，将拉紧件10的底端穿设在调节孔202内；锁具30可以在将拉紧件10穿设在锚固孔之前与拉紧件10的后端连接，锁具30也可以在锚固剂固化后与拉紧件10的后端连接；之后将调节套20与锁具30通过调节装置连接在一起，调节调节装置可以使调节套20的顶端抵顶巷道40的顶面，进而调节套20能够阻止巷道40顶面的岩层向下变形；以实现锚具的安装。

本实施例提供的锚具，通过使拉紧件10的顶端穿设在巷道40顶面的锚固孔内，拉紧件10的底端与锁具30连接，调节套20套设在拉紧件10的底端外侧，锁具30与调节套20通过调节装置连接；使得当巷道40的顶端受到的压力过大，以使拉紧件10承受的拉力达到极限时，可以通过调节调节装置，使调节套20向背离拉紧件10顶端的方向移动，导致巷道40顶面对调节套20的压力减小，进而减小了拉紧件10所受到的拉力；以免拉紧件10受到的拉力过大发生断裂；进而避免了因拉紧件10断裂导致的巷道40顶面的岩石掉落到巷道40内，保证了工作人员以及开采设备的安全。

图4为本实用新型实施例提供的锚具中锁块的结构示意图。请参照图4，具体地，调节装置包括设置在调节孔202侧壁上的调节内螺纹201、以及在锁具30上形成的调节外螺纹3012，调节内螺纹201与调节外螺纹3012配合。锁具30可以穿设在调节套20内，并且、通过扭转调节套20即可实现调节调节套20巷道40表面的拉紧程度，结构简单且调节方便。另外，在煤矿开采完毕，进而巷道40废弃时，可以通过扭转调节套20，进而使调节套20向背离巷道40表面的方向移动，进而将调节套20卸下并回收，以便再次利用，减少了材料的浪费。优选地，合理的设置调节孔202的轴向长度和/或锁具30上调节外螺纹3012的轴向长度，可以改变调节装置的调节量，以适应不同巷道40顶面的变形量。

优选地，调节套20可以呈柱状，在调节套20的外侧面形成有正六边形的拧紧部，拧紧部可以与扳手配合，以便通过扳手扭转调节套20。

进一步优选地，调节套20的外侧设置有旋转臂。通过转臂驱动调节套20转动，不需要专用的工具，调节方便且省力。具体地，旋转臂的一端可以通过焊接的方式与调节套20的外侧面连接；或者旋转臂通过铸造的方式与调节套20一体成型。另外，当巷道40顶面的岩石对调节套20的压力增大时，调节内螺纹201与调节外螺纹3012之间的压力随之增大，使得调节内螺纹201与调节外螺纹3012之间的摩擦力增大；这时工作人员用手旋转驱动臂难以驱动调节套20转动，此时可以在驱动臂的外侧套设一套管，以增加扭转调节套20的力臂的长度，这样可以通过套管驱动调节套20转动。

图5为本实用新型实施例提供的锚具中锁芯的结构示意图。请参照图5，具体地，锁具30包括锁块301以及锁芯；锁块301上开设有锁紧通道3011，锁紧通道3011由锁块301朝向拉紧件10顶端的顶端向底端延伸、且截面面积逐渐增大；锁块301与调节孔202通过调节装置连接；锁芯呈圆台或棱台状，锁芯内部开设有安装通道3021，拉紧件10穿设在安装通道3021内；锁芯的侧壁上由截面面积较小的顶端向底端延伸形成有分隔口3022；锁芯顶端的截面面积大于锁紧通道3011顶端的截面面积，锁芯穿设在锁紧通道3011内、且锁芯的顶端朝向拉紧件10的顶端设置。在保证锁具30与拉紧件10之间连接强度的前提下，实现了锁具30与拉紧件10之间的可拆卸连接，以便在使用过后可以将锁具30和调节套20由拉紧件10上拆下，进而实现锁具30和调节套20的重复利用，减小了材料浪费。另外，当拉紧件10受到的拉力增大时，锁紧通道3011对锁芯的压力随之增大，此时锁芯顶端的分隔口3022减小，使得安装通道3021的内壁对拉紧件10的压力增大，锁芯与拉紧件10之间的摩擦力随之增大；即当拉紧件10受到的拉力增大时，锁芯与拉紧件10之间的摩擦力随之增大，保证了锁具30与拉紧件10之间的连接强度。

具体地，调节套20和锁具30的拆卸过程为：当煤矿开采完毕、巷道40废弃时，工作人员可以通过调节调节装置，使调节套20向背离拉紧件10顶端的方向移动至极限、或者将调节套20由锁具30上拆卸下来；以使拉紧件10受到的拉力消失，此时可以向上推动锁块301，由于锁芯与拉紧件10之间具有摩擦力，此时锁芯不会移动；进而锁紧通道3011对锁芯的压力消失，在锁芯自身弹性和/或拉紧件10的支持力作用下，分隔口3022增大；进而使锁芯与拉紧件10脱离，实现锁具30与拉紧件10之间的拆卸；之后将锁块301、锁芯以及调节套20运输至地面，以便用在其他巷道40上的拉紧件10上，进而实现锁具30以及调节套20的回收利用。

继续参照图5。优选地，分隔口3022由锁芯的顶端贯穿至锁芯的底端。分隔口3022的长度较长，因此分隔口3022容易发生形变；即在锁芯受到锁紧通道3011侧臂较小的压力时，分隔口3022就可以发生形变，安装通道3021的侧壁即可压紧拉紧件10。继续参照图5。进一步优选地，分隔口3022为多个。在受到锁紧通道3011侧壁的压力时，各分隔口3022的宽度同时缩小；即在较小的压力下，安装通道3021的侧壁即可压紧拉紧件10，以使拉紧件10与安装通道3021侧壁之具有足够的摩擦力。具体地，各分隔口3022可以由锁芯的顶端向锁芯的底端延伸至具锁芯底端的一预设距离处；或者各分隔口3022由锁芯的顶端贯穿至锁芯的底端，即锁芯由多个由分隔口3022隔开的夹紧片构成；本实施例对此不作限制。

继续参照图5。具体地，本实施例提供的锚具还包括环形弹性件60，环形弹性件60套设在锁芯302的外侧。由于锁芯302上的分隔口3022贯穿整个锁芯302，而且分隔口3022为多个，因此在锁芯302外套设环形弹性件60可以避免锁芯302散落，方便了锁芯302以及拉紧件10的安装。

优选地，环形弹性件60可以为任意具有一定弹性的环形装置，本实施例对环形弹性件60的结构不做限制，例如环形弹性件60可以为橡胶环、带有一缺口且具有一定弹性的金属环，另外环形弹性件60还可以为螺旋弹簧，螺旋弹簧的两端对接，以组成一环形的弹簧。

进一步优选地，锁芯302的上开设有定位槽，环形弹性件60容置在定位槽内。环形弹性件60卡设在定位槽内，避免在安装锁芯302或者拉紧件10时，环形弹性件60由锁芯302上脱落。

继续参照图2。具体地，本实施例提供的锚具还包括托盘50，托盘50用于设置在巷道40的顶面与调节套20之间。调节套20通过托盘50与巷道40的顶面接触，增大了巷道40的受力面积，以免巷道40顶面因局部受力，导致的压强过大，使得巷道40顶面的岩石碎裂，进而掉落。另外，调节套20不直接与巷道40顶面的岩石接触，也避免了在通过调节装置调节调节套20与拉紧件10顶端的距离时，调节套20相对于巷道40顶面的岩石移动，进而调节套20研磨或者刻划岩石，使岩石碎裂并掉落在巷道40内。

优选地，托盘50的一端向内部凹陷形成有一安装槽，拉紧件10可以穿设在安装槽内，进而实现将拉紧件10设置在调节套20与巷道40顶面之间。

优选地，拉紧件10为钢绞线。钢绞线的抗拉强度较大、结构简单、便于加工且成本较低。具体地，钢绞线是由多根钢丝按照一定的旋向绞合构成，钢丝可以通过冷拔的方式成型，之后可以在钢丝的表面可以形成一层镀层；镀层可以为锌层、铝层或其组合，以增加钢丝的耐腐蚀性能。

在其他实施例中，锁具30上开设有一锥形孔，锥形孔朝向钢绞线顶端的截面面积大于另一端的截面面积，安装时可将钢绞线底端穿设在锥形孔内，之后将锥形孔内的钢绞线解除缠绕，向锥形孔内填充金属液，待金属液凝固后形成金属块，金属块会附着在钢绞线上，进而钢绞线和金属块被阻挡在锥形孔内，钢绞线受到拉力后不会与锁具30分离，以实现钢绞线与锁具30之间的连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。