专利名称：螺纹钢锚杆的制作方法
技术领域：
本实用新型螺纹钢锚杆，应用于矿井巷道及地下工程围岩支护(如图2所示)，可保证矿井巷道及地下工程围岩的稳定。
目前我国煤矿井下巷道普遍采用树脂锚杆(如M－1型树脂锚杆)，这类锚杆是用φ14－φ28mm的圆钢加工而成，存在的不足之处1、加工量大，加工成本高。杆体的紧固端需车制成标准外螺纹，锚固端需加热、压扁和拧成反麻花形等工序，加工费用约占材料费用的30％；2、锚杆锚固端和紧固端的强度低于杆体强度，杆体材料利用率低(利用率仅为75％左右)，增大了锚杆材料成本等。
本发明目的，为了克服现有树脂锚杆的不足之处。提出一种省工、省料、等强度的新型锚杆，该锚杆采用轧制螺纹钢为锚杆杆体，锚杆紧固端不用车制标准外螺纹，锚杆锚固端不用加热，压扁拧反麻花等加工工序。只需按所需长度下料，配上预应力垫片和球头形螺母即可。从而简化加工工序，降低锚杆成本，并能增强锚固力，保证安装质量，提高安装速度等。
本实用新型螺纹钢锚杆的技术方案如图所示
图1为本实用新型螺纹钢锚杆结构组成图；图2为本实用新型螺纹钢锚杆安装示意图；图3为本实用新型螺纹钢锚杆杆体结构图；图4为本实用新型螺纹钢锚杆球头形螺母图；图5为本实用新型螺纹钢锚杆螺纹牙形放大图6为本实用新型螺纹钢锚杆不带槽预应力垫片图；图7为本实用新型螺纹钢锚杆带槽预应力垫片图；螺纹钢锚杆装置安装见图2所示，包括杆体(1)，预应力垫片(2)、球头形螺母(3)、托板(4)和锚固剂(5)等。其特征在于1、杆体(1)是螺纹钢见图3所示，全长均有轧制的连续螺纹，全长等强度。根据锚杆长度需要，在螺纹钢上截取所需长度即可，螺纹钢杆体上的螺纹的螺距t大于普通螺纹的螺距。
2、杆体两端(见
图1和图2所示)，一端为锚杆的紧固端，另一端为锚杆的锚固端。紧固端装的紧固件，是由预应力垫片2和球头形螺母(3)配套使用。锚杆杆体的锚固端与锚固剂(5)锚固。
3、预应力垫片(2)由薄钢板冲制而成，分不带槽和带槽两种，见图6、7所示。垫片(2)的预应力与α角成正比与槽的个数n成反比。根据支护预紧力大小不同的要求，选择相应的预应力垫片，以达到支护需要。
4、紧固端用的球头形螺母(见图4所示)，其特征在于球头形螺母的球面半径SR与球头的d2、d3有关，球面半径SR不小于球头厚度H。一般SR为10－100mm。这种球头形螺母的结构可调整螺母的受力部位，使锚杆杆体受轴向拉力，达到最佳受力状态；另外球头形螺母球头的头部刚度小，使球头形螺母与锚杆固端的螺纹能够有效接触受力。球头形螺母采用熔模铸造。
下面描述本实用新型螺纹钢锚杆的安装工艺和步骤、参见图2。
(1)将树脂锚固剂(5)用锚杆的杆体(1)送入围岩的锚杆孔中；(2)用煤电钻带动螺纹钢锚杆的杆体(1)搅拌树脂锚固剂(5)达到规定时间为止；
(3)待锚固剂凝固后，将托板(4)、预应力垫片(2)和球头形螺母(3)依次安装在锚杆杆体的紧固端，拧入球头形螺母(3)使预应力垫片(2)压平即可。
实施例，参见图2。
某×××回采工作面运输顺槽为4.5×3.1m2矩形断面，顶为3.4m煤，煤层直接顶为4.7m泥质页岩，老顶为细砂岩。根据该顺槽围岩及生产条件，对锚杆设计要求为破断载荷δb＝100KN。
为了满足上述设计要求，采用本实用新型螺纹钢锚杆，具体参数如下杆体(1)直径为φ16mm的螺纹钢，杆体(1)全长为1.6m、杆体上螺纹的螺矩t为10mm；采用与杆体螺纹相匹配的球头形螺母(3)；配以预紧力为20KN的带3个槽的预应力垫片(2)。支护参数为螺纹钢锚杆间距为1m，排距1m。
本实用新型螺纹钢锚杆在该矿试用安装已近一年，强度高、安全可靠。实践证明，本实用新型锚杆能够承受住回采动压的影响，巷道围岩变形不大，能够满足保证矿井巷道围岩的稳定要求。
综上所述，本实用新型螺纹钢锚杆的优点归纳如下1、杆体全长等强度，材料利用率高。在等强度的条件下，螺纹钢锚要比圆钢加工的锚杆节约材料25％左右。以大同矿务局为例，该局每年需用100万套锚杆，可节约钢材800多吨。
2、加工工序少、加工成本低。要比圆钢加工的锚杆降低成本15％左右。如果某局每年使用100万套，则可每年减少巷道支护材料的加工费用达150万元左右。
3、易于控制施工安装质量。设有预应力垫片，既能保证锚杆的安装质量，自检方便、直观，又能保证一定的预紧力，使巷道及地下工程的围岩支护得到改善。
4、锚固力大。在锚固剂和锚固长度相同的情况下，螺纹钢锚杆比用圆钢加工的锚杆锚固力提高30％左右。
5、安装方便、速度快。
权利要求1.螺纹钢锚杆，主要包括杆体、紧固件、锚固剂和托板等，其特征在于(1)杆体全长均有轧制的连续螺纹，全长等强度；(2)杆体紧固端设的紧固件，是由预应力垫片和球头形螺母配套紧固。
2.根据权利要求1所述的螺纹钢锚杆，其特征在于杆体的螺纹是轧制而成，螺纹的螺距t大于普通螺纹螺距。
3.根据权利要求1所述的螺纹钢锚杆，其特征在于预应力垫片分带槽和不带槽两种，在厚度δ一定的情况下，预应力与α角成正比，与槽的个数n成反比。
4.根据权利要求1所述的螺纹钢锚杆，其特征在于球头形螺母的球面半径SR与球头的d2、d3有关，SR不小于球头的厚度H。
专利摘要螺纹钢锚杆，应用于矿井巷道及地下工程围岩支护，可保证矿井巷道及地下工程围岩的稳定。其结构特征杆体全长均有轧制的连续螺纹，全长等强度；紧固端设有预应力垫片和球头形螺母。它优于圆钢加工的锚杆，优点是1、锚固端和紧固端不需机加工；2、全长等强度，材料利用率高；3、锚固力大；4、设有预应力垫片，易于控制安装质量；5、安装速度快等。是一种节料、省工、等强度的新型锚杆，有广阔的推广应用前景。
文档编号E21D21/00GK2130921SQ92208620
公开日1993年4月28日 申请日期1992年4月28日 优先权日1992年4月28日
发明者马运水, 王学义, 宋国东, 韩武学, 凌建斌, 张存柱, 苏引昌 申请人:煤炭科学研究总院太原分院