用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆及其设置方法与流程

文档序号:15578849发布日期:2018-09-29 06:17

本发明属于防冲支护锚杆领域,具体涉及一种用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆及其设置方法。

技术背景

冲击地压是煤矿生产中遇到的最严重灾害之一。根据对我国有记录的2500次破坏性冲击地压分析表明,90%的冲击地压发生在巷道中。因此巷道支护是重要的研究课题,锚杆锚固是巷道支护的重要方法。具有冲击地压危险性的巷道的变形较大,通常的锚杆不能承受这种冲击大变形,容易发生断裂,因而不能起支护的作用。而且已有的锚杆都是具有固定的长度,对于具有固定长度的锚杆,如果预留出的锚杆长度太长会导致巷道空间不足,太短不能抵抗冲击大变形,起不到支护的作用。



技术实现要素:

针对上述存在的技术问题,本发明提供一种用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆,包括高强度螺纹锚杆主体、锚杆连接螺丝、可续让位防冲吸能装置、外筒和金属盘;

所述高强度螺纹锚杆主体固定在巷道壁内,所述高强度螺纹锚杆主体的表面设有锚杆凸起,其尾端设有内螺纹;

所述锚杆连接螺丝的两端分别设有与所述高强度螺纹锚杆主体的内螺纹相适应的外螺纹;所述锚杆连接螺丝用于连接所述高强度螺纹锚杆主体与所述可续让位防冲吸能装置;

所述外筒为横截面为圆环的筒状结构,嵌入在巷道壁内;

所述金属盘焊接在所述外筒的尾端;

所述可续让位防冲吸能装置安装在外筒内,包括可续让位防冲吸能部件、可续让位防冲吸能接续部件和吸能部件连接螺丝;其中,若干个所述可续让位防冲吸能部件与若干个所述可续让位防冲吸能接续部件通过吸能部件连接螺丝交替连接;各个所述可续让位防冲吸能部件的结构完全相同,各个所述可续让位防冲吸能接续部件的结构完全相同;

所述可续让位防冲吸能装置的首端为可续让位防冲吸能部件,与所述高强度螺纹锚杆主体的尾端通过锚杆连接螺丝螺纹连接;所述可续让位防冲吸能装置的尾端为可续让位防冲吸能部件或可续让位防冲吸能接续部件,露置于巷道内;

所述可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件的两端设置与所述锚杆连接螺丝相适应的内螺纹;所述吸能部件连接螺丝的两端带有与锚杆连接螺丝相同的外螺纹。

所述外筒、可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件为金属材质。

所述可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件的前端为锥形。

所述可续让位防冲吸能部件为圆柱形,所述的可续让位防冲吸能接续部件为横截面是正六边形的六棱柱形。

所述可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件的截面周长分别与外筒的截面内表面周长相同。

所述外筒横截面的内壁周长为15cm,其长度小于所述高强度螺纹锚杆主体的长度。

所述可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件的截面周长皆为15cm,长度皆为20厘米;所述锚杆连接螺丝和吸能部件连接螺丝的长度皆为10厘米。

采用上述的用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆的设置方法,包括以下步骤:

步骤1,选择与外筒相适应的钻头在巷道壁上钻孔,使得到的孔洞的直径可以恰好容纳所述外筒,其深度大于所述外筒的长度,小于高强度螺纹锚杆主体与可续让位防冲吸能部件的长度之和;

步骤2,将焊接有金属盘的外筒设置在所述孔洞内;

步骤3,将所述高强度螺纹锚杆主体的首端涂抹树脂锚固剂,将所述高强度螺纹锚杆主体送入所述外筒,将所述高强度螺纹锚杆主体的首端顶于所述孔洞的底部,然后在外筒与所述孔洞的底部之间的空隙中灌注混凝土;

步骤4,通过所述锚杆连接螺丝,将所述可续让位防冲吸能部件与所述高强度螺纹锚杆主体的尾端连接起来;

步骤5,巷道壁变形过程中,当所述可续让位防冲吸能装置的尾端露出于巷道壁以外的长度大于预估值时,则不执行此步骤;当所述可续让位防冲吸能装置的尾端露出于巷道壁以外的长度小于所述预估值时,则通过吸能部件连接螺丝将更多的所述可续让位防冲吸能接续部件和所述可续让位防冲吸能部件交替连接在所述可续让位防冲吸能装置的尾端,直至所述可续让位防冲吸能装置的尾端露出于巷道壁以外的长度大于所述预估值;所述预估值的数值根据巷道冲击地压动态变形情况而确定。

本发明的有益效果:

本发明提出一种用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆,在巷道壁的变形过程中,可将可续让位防冲吸能装置进行延长,进而即可使锚杆的长度不受巷道空间的限制,又能使其一直发挥出防冲吸能的作用,实现支护功能;由于可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件的横截面形状不同,外筒的形状随之发生相应变化,使外筒与可续让位防冲吸能装置形成恒定摩擦力,吸收冲击能量,保证锚杆不易断裂。

本发明设计合理,易于实现,具有很好的实用价值。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中所述用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆的结构示意图;

图2为本发明具体实施方式中所述高强度螺纹锚杆主体的锚杆凸起的结构示意图;

图3为本发明具体实施方式中所述可续让位防冲吸能装置的结构示意图;

图4为本发明具体实施方式中所述可续让位防冲吸能部件和可续让位防冲吸能接续部件的横截面图;

图5为本发明具体实施方式中所述用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆的控制方法的流程图。

图中:1、高强度螺纹锚杆主体;1-1、锚杆凸起;2、锚杆连接螺丝;3、可续让位防冲吸能装置;3-1、可续让位防冲吸能部件;3-2、可续让位防冲吸能接续部件;3-3、吸能部件连接螺丝;4、外筒;5、金属盘;6、树脂锚固剂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明做出进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明提出一种用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆,如图1所示,包括高强度螺纹锚杆主体1、锚杆连接螺丝2、可续让位防冲吸能装置3、外筒4和金属盘5;

所述高强度螺纹锚杆主体1固定在巷道壁内,所述高强度螺纹锚杆主体1的表面设有锚杆凸起1-1,其尾端设有内螺纹;

所述锚杆凸起1-1如图2所示,为长方体或棱锥体或长方体与棱锥体的混合;相同的实施例中,所述锚杆凸起1-1还可以选用其他形状以营造所述高强度螺纹锚杆主体1与周围环境的高摩擦系数;

所述锚杆连接螺丝2的两端分别设有与所述高强度螺纹锚杆主体1的内螺纹相适应的外螺纹;所述锚杆连接螺丝2用于连接所述高强度螺纹锚杆主体1与所述可续让位防冲吸能装置3;

所述外筒4为横截面为圆环的筒状结构,嵌入在巷道壁内;

所述金属盘5焊接在所述外筒4的尾端;所述金属盘5对所述外筒4产生限位作用,使外筒4不会因巷道壁岩体形变而全部陷入巷道壁内部;

所述可续让位防冲吸能装置3如图3所示,安装在外筒4内,用于吸收巷道壁通过外筒4传递的冲击能量,包括可续让位防冲吸能部件3-1、可续让位防冲吸能接续部件3-2和吸能部件连接螺丝3-3;其中,若干个所述可续让位防冲吸能部件3-1与若干个所述可续让位防冲吸能接续部件3-2通过吸能部件连接螺丝3-3交替连接;各个所述可续让位防冲吸能部件3-1的结构完全相同,各个所述可续让位防冲吸能接续部件3-2的结构完全相同;

所述可续让位防冲吸能装置3的首端为可续让位防冲吸能部件3-1,与所述高强度螺纹锚杆主体1的尾端通过锚杆连接螺丝2螺纹连接;所述可续让位防冲吸能装置3的尾端为可续让位防冲吸能部件3-1或可续让位防冲吸能接续部件3-2,露置于巷道内;

所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的两端设置与所述锚杆连接螺丝相适应的内螺纹;所述吸能部件连接螺丝3-3的两端带有与锚杆连接螺丝2相同的外螺纹;

所述可续让位防冲吸能装置3通过所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的交替连接结构,使所述可续让位防冲吸能装置3能够有效的适应巷道壁结构的变化,使所述可续让位防冲吸能装置3与所述外筒4形成恒定摩擦力;

所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2为金属材质,用于吸收巷道壁通过外筒传递的冲击能量;

所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的前端为锥形,使其更容易进入所述外筒4,并进一步使所述可续让位防冲吸能装置3与所述外筒4形成恒定摩擦力;

所述可续让位防冲吸能部件3-1为圆柱形,所述的可续让位防冲吸能接续部件3-2为横截面是正六边形的六棱柱形,如图4所示;通过形状的交替变化进一步使所述可续让位防冲吸能装置3与所述外筒4形成恒定摩擦力;

所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的截面周长分别与外筒4的截面内表面周长相同,以保证外筒4与可续让位防冲吸能装置3在巷道壁的压力下紧密贴合,进而保证外筒4与所述可续让位防冲吸能装置3间的高摩擦系数;

所述外筒4为金属材料,以保证外筒4与可续让位防冲吸能装置3在巷道壁的压力下紧密贴合,进而进一步保证外筒4与所述可续让位防冲吸能装置3间的高摩擦系数;

所述外筒4横截面的内壁周长为15cm,其长度小于所述高强度螺纹锚杆主体1的长度;所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的截面周长皆为15cm;相同的实施例中,所述外筒4横截面的内壁周长、所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的截面周长可根据实际工况进行调整;

所述锚杆连接螺丝2和吸能部件连接螺丝3-3的长度皆为10厘米;所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的长度皆为20厘米;相同的实施例中,所述吸能部件连接螺丝3-3、可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的长度可根据实际工况进行调整;

采用上述用于冲击地压巷道的可续让位防冲支护锚杆的设置方法,如图5所示,包括以下步骤:

步骤1,选择与外筒4相适应的钻头在巷道壁上钻孔,使得到的孔洞的直径可以恰好容纳所述外筒4,其深度大于所述外筒4的长度,小于高强度螺纹锚杆主体1与可续让位防冲吸能部件3-1的长度之和;

步骤2,将焊接有金属盘5的外筒4设置在所述孔洞内;

步骤3,如图1所示,将所述高强度螺纹锚杆主体1的首端涂抹树脂锚固剂6,将所述高强度螺纹锚杆主体1送入所述外筒4,将所述高强度螺纹锚杆主体1的首端顶于所述孔洞的底部,然后在外筒4与所述孔洞的底部之间的空隙中灌注混凝土;

步骤4,通过所述锚杆连接螺丝2,将所述可续让位防冲吸能部件3-1与所述高强度螺纹锚杆主体1的尾端连接起来;

步骤5,巷道壁变形过程中,当所述可续让位防冲吸能装置3的尾端露出于巷道壁以外的长度大于预估值时,则不执行此步骤;当所述可续让位防冲吸能装置3的尾端露出于巷道壁以外的长度小于所述预估值时,则如图3所示,通过吸能部件连接螺丝3-3将更多的所述可续让位防冲吸能接续部件3-2和所述可续让位防冲吸能部件3-1交替连接在所述可续让位防冲吸能装置3的尾端,直至所述可续让位防冲吸能装置3的尾端露出于巷道壁以外的长度大于所述预估值。

所述步骤5中的预估值,其数值根据巷道冲击地压动态变形情况而确定。

在巷道壁的变形过程中,所述可续让位防冲吸能装置3会受到随巷道壁变形所施加的应力,使所述可续让位防冲吸能装置3缩入所述外筒4中,通过所述步骤5,可将所述可续让位防冲吸能装置3进行延长,进而即可使所述锚杆的长度不受巷道空间的限制,又能使其一直发挥出防冲吸能的作用,实现支护功能;

所述步骤5中,由于所述可续让位防冲吸能部件3-1和可续让位防冲吸能接续部件3-2的横截面形状不同,所述外筒4的形状随之发生相应变化,使所述外筒4与可续让位防冲吸能装置3形成恒定摩擦力,吸收冲击能量,保证所述锚杆不易断裂。

再多了解一些
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