一种充注树脂抗剪锚杆及加工制作方法与流程

本发明属于地下工程安全支护技术领域，具体涉及一种充注树脂抗剪锚杆，还涉及一种充注树脂抗剪锚杆的加工制作方法。

背景技术：

随着煤矿开采深度的不断增加和开采条件的不断恶化，水平应力显现及其给巷道支护带来的问题越来越严重。目前的工程应用中，锚网支护占巷道支护90%以上，埋深大部分在600米以下。随着巷道埋深增加，地应力大增，带来的支护问题越来越突出，即使采用500mpa高强度锚杆，甚至600mpa超高强锚杆都不易满足巷道稳定性的需求。经井下支护锚杆实际受力分析可知，大部分锚杆失效是由于抗剪强度低造成的，同时，由于锚杆安装时要达到预紧力的标准，螺母在拧紧进程中对锚杆杆体产生扭矩，使得锚杆的整体强度性能进一步降低。对目前锚杆结构而言，为了有效提高锚杆的抗剪能力和消除安装时产生的扭矩，应对深部巷道的支护要求，还需要进行结构上的改进设计。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种充注树脂抗剪锚杆，还提供一种充注树脂抗剪锚杆的加工制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种充注树脂抗剪锚杆，包括锚杆本体，锚杆本体为螺纹钢杆体，外套筒套设在螺纹钢杆体上，外套筒的两端与螺纹钢杆体之间通过密封环密封，外套筒与螺纹钢杆体之间填充有树脂。

如上所述的外套筒包括外套筒体和设置在外套筒体两端的缩径端，外套筒的两个缩径端与螺纹钢杆体之间分别通过两个密封环密封。

如上所述的外套筒体两端分别开设有注液孔和排气孔，外套筒体上分别套设有密封注液孔和排气孔的两个保压密封环。

一种充注树脂抗剪锚杆的加工制作方法，包括以下步骤：

步骤1、外套筒上靠近两端的部分开设注液孔和排气孔；

步骤2、外套筒与螺纹钢杆体同轴设置，外套筒与螺纹钢杆体之间留有一定间距，外套筒的两端与螺纹钢杆体之间分别通过密封环密封，外套筒的两端用扣压机压实形成外套筒两端的缩径端；

步骤3、将螺纹钢杆体和外套筒竖直放置，排气孔位于注液孔上方，两个保压密封环分别套设在外套筒体上密封注液孔和排气孔，注塑管一端连接注塑枪，注塑管另一端与注塑机连接，注塑枪拨开密封注液孔的保压密封环并插入注液孔，通过注塑机和注塑管及注塑枪向将螺纹钢杆体和外套筒之间的空腔内加压注入树脂，在注塑过程中，螺纹钢杆体和外套筒之间的空腔内的气体顶开密封排气孔的保压密封环并通过排气孔排出，当树脂注满螺纹钢杆体和外套筒之间的空腔并从排气孔溢出时，从注液孔迅速抽出注塑枪，用于密封注液孔的保压密封环在回弹力的作用下迅速密封堵住注液孔，待树脂在螺纹钢杆体和外套筒之间的空腔内凝固，树脂凝固时间不小于4小时；

步骤4、通过锚杆挤压机将螺纹钢杆体尾端上的螺纹滚光，螺纹钢杆体尾端滚光的部分的直径与张拉锁具锁紧直径相匹配，待螺纹钢杆体尾端部分滚光后，按顺序依次将托盘和球形垫圈及张拉锁具安装在螺纹钢杆体的尾端。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

树脂加压注入螺纹钢杆体和外套筒之间的空腔，在室内力学试验机上的检测结果，显示了非常明显的效果。如图3所示，单纯螺纹钢杆体的直剪试验，显示其抗剪力在110kn左右，而相同加载情况下，如图4所示,本发明的抗剪力达到了220kn，提高了两倍，说明了本发明能极大提高裸锚杆的横向抗剪能力，又由于本发明通过张拉锁具进行张拉式安装，彻底消除了因螺母拧紧产生扭矩的不利影响，改善了锚杆在支护中工作环境，提高了锚杆的整体支护强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为注塑过程的结构示意图。

图3为单锚杆本体直剪试验的剪切力与剪切变形关系曲线图。

图4为本发明的直剪试验的剪切力和剪切变形关系曲线图。

图中，1-密封环；2-螺纹钢杆体；3-外套筒；301-外套筒体；302-缩径端；4-树脂；5-托盘；6-注塑管；7-注塑机；8-注液孔；9-排气孔；10-保压密封环；11-球形垫圈；12-张拉锁具；13-注塑枪。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解为此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种充注树脂抗剪锚杆，包括锚杆本体，锚杆本体为螺纹钢杆体2，外套筒3套设在螺纹钢杆体2上，外套筒3的两端与螺纹钢杆体2之间通过密封环1密封，外套筒3与螺纹钢杆体2之间填充有树脂4。

外套筒3包括外套筒体301和设置在外套筒体301两端的缩径端302，外套筒3的两个缩径端302与螺纹钢杆体2之间分别通过两个密封环1密封。

外套筒体301两端分别开设有注液孔8和排气孔9，外套筒体301上分别套设有密封注液孔8和排气孔9的两个保压密封环10。

一种充注树脂抗剪锚杆的加工制作方法，包括以下步骤：

步骤1、外套筒3上靠近两端的部分开设注液孔8和排气孔9；

步骤2、外套筒3与螺纹钢杆体2同轴设置，外套筒3与螺纹钢杆体2之间留有一定间距。外套筒3的两端与螺纹钢杆体2之间分别通过两个密封环1密封，外套筒3的两端用扣压机压实形成外套筒3两端的缩径端302，使得密封环1更好实现密封，密封环1用于封闭树脂；

步骤3、将螺纹钢杆体2和外套筒3竖直放置，排气孔9位于注液孔8上方，两个保压密封环10分别套设在外套筒体301上密封注液孔8和排气孔9，注塑管6一端连接注塑枪13，注塑管6另一端与注塑机7连接，注塑枪13拨开密封注液孔8的保压密封环10并插入注液孔8，通过注塑机7和注塑管6及注塑枪13向将螺纹钢杆体2和外套筒3之间的空腔内加压注入树脂，在注塑过程中，螺纹钢杆体2和外套筒3之间的空腔内的气体顶开密封排气孔9的保压密封环10并通过排气孔9排出，当树脂注满螺纹钢杆体2和外套筒3之间的空腔并从排气孔9溢出时，从注液孔8迅速抽出注塑枪13，用于密封注液孔8的保压密封环10在回弹力的作用下迅速密封堵住注液孔8，达到保压树脂和阻止树脂外溢作用和效果，待树脂4在螺纹钢杆体2和外套筒3之间的空腔内凝固，树脂4凝固时间不小于4小时；

步骤4、通过锚杆挤压机将螺纹钢杆体2尾端上的螺纹滚光，螺纹钢杆体2尾端滚光的部分的直径与张拉锁具12锁紧直径相匹配，待螺纹钢杆体2尾端部分滚光后，按顺序依次将托盘5和球形垫圈11及张拉锁具12安装在螺纹钢杆体2的尾端。

整个制作工艺完成，螺纹钢杆体2和外套筒3及树脂4构成的抗剪结构可有效化解横向剪切力的集中受力，改单点集中受力扩散为多点到面受力，从而降低作用在杆体上的压强和单位面积上的剪切力。

优选的，根据岩层结构面位置，选择螺纹钢杆体2的长度，让结构面位于外套筒3的中部。

本发明的抗剪锚杆在岩体锚孔内受到复合岩层滑搓位移作用下，对抗剪锚杆施加剪切作用力，这种作用力首先压迫在外套筒3在表面上，造成外套筒3局部变形，外套筒3变形后，将外力又扩散传递到外套筒3与螺纹钢杆体2之间空腔内的树脂4，通过树脂4对外力的扩散传导，将外力继续扩散到整个外套筒3和空腔内的螺纹钢杆体2，进一步分解传递过来的（剪切）外力，降低外力作用在外套筒3与空腔内的螺纹钢杆体2上的单位面积强度，实现由点到面逐级分解（剪切）外力，从而达到有效提高抗剪强度的目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。