顶部锚杆支护的锚索供送设备的制造方法
【专利说明】顶部锚杆支护的锚索供送设备
[0001]本申请是申请日为2010年4月16日、申请号为201010163785.6、发明名称为“顶部锚杆支护的锚索供送设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种利用也称为预应力筋的锚索加固岩石的设备。更具体而言，本发明涉及一种用于将预应力筋插入到岩石中的设备。
【背景技术】
[0003]岩石加固原先涉及使用被动式支撑系统，被动式支撑系统利用木材和钢结构支撑。后来发展出了主动式支撑系统，主动式支撑系统包括提供刚性较大的顶部锚杆，顶部锚杆已经得到广泛使用，且仍然在获得应用。早期的顶部锚杆设有机械操作的楔入设备，以便于顶部锚杆在相关岩石中的锚定。后来发展出了混凝土浆和化学锚定材料来用于顶部锚杆的锚定。最近，挠性线材式预应力筋或锚索已经得到了广泛应用，且通常与此类锚定材料一起使用。锚索通常具有沿其长度间隔开的笼形部分，在笼形部分处组成锚索的多条线材展开，以便有助于容许锚定材料抓持锚索。
[0004]为了安装此类线材预应力筋，首先在待支撑的岩石中钻凿用于收容预应力筋的开孔。在给定预应力筋长度的情况下，一般使用许多钻杆延伸部来获得所需的开孔深度。然后，将所选的锚定材料加入开孔中，并且在线材预应力筋张紧之前手动地或机械地引入开孔中，一旦其已经通过锚定材料锚定就位，从而就支撑岩石。
[0005]锚定材料通常容纳在便于其加入钻孔中的筒体内。诸如单独的粘合剂和催化剂成分的材料存在于筒体中，当预应力筋插入开孔中时，材料就由预应力筋混合在一起，导致锚定材料凝固，并因此将预应力筋锚定在适当位置上。
[0006]锚索可达10米长，且重量可达32公斤。目前，操作人员必须用手来供送锚索。矿山管理人员已经明确指出，由于该过程的难度和规律性，所以这较大危及健康和安全，且可能会导致伤害。另外，在将锚索供送到钻孔中时，锚索有可能掉到操作人员身上。
[0007]下面是典型的锚索支护程序。
[0008]1.钻凿:
[0009]将第一钻钢部件(顶部带有刀具)插入钻架旋转单元中的方形夹头中，在处于全行程时(利用用于对准的垫板)钻凿且夹紧，退回钻凿单元且装载延长的钻凿区段，自旋并供送(确保螺纹接合)。继续处理，直到使用所有需要区段，而然后逆向使用相同程序来移除钻凿区段。
[0010]2.装载化学制品:
[0011]使单向抓持设备在第一化学制品圆柱上滑动。利用挠性塑料杆(推杆)将化学制品推到孔的顶部。利用抓持设备装载第二化学制品，直到接触到在孔顶部处的第一化学制品。并且然后继续，直到装满钻孔。
[0012]3.装载锚索:
[0013]手动地将锚索推入孔中，并然后将自由端载入钻架旋转单元中。
[0014]4.混合化学制品:
[0015]供送锚索，且然后自旋，在锚索到达孔的顶部时停止供送，但继续自旋大约10秒来混合化学制品。
[0016]5.张紧锚索:
[0017]退回穿刺接头。经由垫板插入张紧套环和灌浆管。提升张紧器，并附接到锚索的端部上。
[0018]触发张紧器。
[0019]6.在稍后的时间灌浆。
【发明内容】
[0020]公开了一种与钻架使用的锚索升降和供送设备，该钻架包括基座和可沿钻架基座平移的钻架旋转单元。升降和供送设备包括壳体、适于接合锚索且安装在壳体内的一对间隔开的轮体、以及连接到轮体用于旋转轮体且适于连接到钻架旋转单元上的轮体旋转装置。
[0021]还公开了一种用于抓持锚索的设备，该设备适于附接到钻架旋转单元上，且可与钻架旋转单元一起移动来将锚索定位在顶部或肋部中预先钻凿的孔附近。该设备包括用于抓持具有扩大部分的锚索的装置、以及用于容许扩大部分穿过该设备和在将锚索供送到设备中之后自动将锚索保持在设备中的装置。
[0022]更具体而言，用于抓持锚索的装置包括适于接合锚索且安装在壳体内的一对间隔开的轮体、以及连接到轮体上用于旋转轮体且适于连接到钻架旋转单元上的轮体旋转装置。
[0023]本发明提供的设备有助于降低与手动插入锚索相关的健康风险，且对锚索支护过程提供了有效且可持续的帮助。
[0024]本发明的一个目的在于提供重量轻且可与现有钻架使用的此类设备。
[0025]本发明的另一个目的在于提供通过利用可用的钻凿旋转单元来利用供给到钻架的动力的此类设备。
【附图说明】
[0026]图1为包括锚索升降和供送设备的钻架的等距视图。
[0027]图2为图1中所示的设备的侧视图。
[0028]图3为图1中所示锚索升降和供送设备的侧视图。
[0029]图4为图3中所示的设备的顶视图。
[0030]图5为图4中所示设备沿图4中的线5—5截取的局部截面视图。在图5中，一对枢转连接的轮臂显示为处于闭合位置。
[0031]图6为图4中所示设备沿图4中的线6—6截取的局部截面视图。在图6中，该对枢转连接的轮臂显示为处于开启位置。
[0032]图7为图4中所示设备沿图4中的线7-7截取的局部截面视图。
[0033]附图标记的说明
[0034]10缆索供送器
[0035]20 钻架
[0036]33定位支架
[0037]40塑料壳体
[0038]45自由轮体
[0039]46驱动轮体
[0040]56锥齿轮组(1:1的比)
[0041]60张紧器
[0042]61 8带型多楔皮带(1:2的比)
[0043]64塑料带轮
[0044]66转矩限制离合器
[0045]73方形驱动件
[0046]86弹性衬套
[0047]88 盖
[0048]S 装载的缆索
[0049]D 缆索供送方向
[0050]在详细论述本发明的一个实施例之前，应当理解本发明不限于其仅应用于如下描述中阐述或附图中示出的构造细节和构件布置。本发明能够有其他实施例，并且可以以多种方式实施或执行。另外，应当理解到，本文所使用的用语和术语是用于说明的目的，并且不应当认作是进行限制。本文所使用的〃包含〃和〃包括〃及其变型的用意是涵盖随后列出的项目及其等同物、以及附加项目。本文所使用的〃组成〃及其变型的用意是仅涵盖随后所列项目及其等同物。此外，应当理解的是，诸如〃前〃、〃后〃、〃左〃、〃右〃、〃上〃和"下"等的此类用语是方便的词语，且不应看作是限制性的用语。
【具体实施方式】
[0051]如附图中所示，公开的升降和供送设备10有助于进行锚索支护的操作人员(未示出)从地平面升高和供送锚索14进入顶部或肋部内预先钻凿的孔(未示出)中。所公开的设备改进了上文中的步骤3-装载锚索。尽管可结合不带笼形部分的锚索使用，但设备10也可适于带笼形部分16的锚索14。
[0052]如图1和图2中所示，升降和供送设备10结合钻架20使用，该钻架20包括基座24和可沿钻架基座24平移的钻架旋转单元28。
[0053]更具体而言，钻架基座24包括从钻架20的一端延伸至另一端的两个间隔开的平行供送杆26。钻架旋转单元28可通过沿平行的供送杆26滑动而沿钻架20平移。还提供了用于使旋转单元28沿供送杆26移动的装置(未示出)。在其他较不优选的实施例(未示出)中，设备10可靠置在钻凿旋转单元28上，而没有附接到供送杆26上。
[0054]如图1和图2中所示，升降和供送设备10抓持锚索14，且与钻架旋转单元28—起移动，以便将锚索14定位在预先钻凿的孔(未示出)附近。
[0055]如图3至图7中所示，升降和供送设备10包括壳体40和用于抓持锚索14的抓持装置44。抓持装置44 (见图5和图6)为安装在壳体40内的一对间隔开的轮体45和46的形式。轮体45和46适于接合或抓持锚索14。如下文进一步论述的那样，抓持装置44还容许锚索笼形部分16穿过该设备10。如下文进一步论述的那样，在将锚索14供送到设备10中之后，抓持装置44还自动地将锚索14保持在设备10中。
[0056]更具体而言，轮体45和46分别由相应的枢转臂70和72连接到壳体上。如图所示，轮体旋转或驱动装置48连接到最右侧的轮体46上，用于使驱动轮体46旋转。如图7中所示，轮体旋转装置48通过皮带驱动件52连接到钻架旋转单元28上，包括锥齿轮组56 (见图5)、多楔皮带61和带轮64和65，所有都连接到相对于壳体40枢转的驱动壳体88上。如图5和图6中所示，皮带驱动件52使轮体46沿顺时针方向旋转，且阻止驱动轮体46沿反向旋转。转矩限制摩擦离合器66用在大带轮65上。如图5中所示，两个轮体在它们降低时就拉得更近，直到它们到达止挡件67。
[0057]在其他实施例中，可以以许多方式来实现将动力从旋转单元28传递至轮体45和46。该设备10使用锥齿轮组和8带型多楔皮带(1:2的比)和带轮设计。该组合是由于重量、尺寸和减速要求而选择的。只要有可能，还可使用塑料来减轻设备的重量。
[0058]轮体安装到两个单独的枢转臂70和72上。这就使得在插入锚索14时，能够推动直径较大(大约45mm)的笼形部分穿过由间隔开的轮体45和46 (50mm内径)形成的供送管。
[0059]升降和供送设备10适于连接到壳体40上，且可沿钻凿基座24滑动，以便与钻架旋转单元28 —起沿钻凿基座24进行平移移动。更具体而言，如图1和图2中所示，设备10靠置在旋转单元28的顶部，且设备10与旋转单元28 —起移动。设备10包括两个定位支架33，支架围绕为钢条形式的一对间隔开的平行供送杆26固定，供送杆26形成了基座24的一部分。如图1中所示，由于定位支架33具有抓持供送杆26外侧的凹口 34，故该设备可容易沿供送杆26滑动，且与旋转单元28 —起在钻架20上进行上下移动。
[0060]如图3、图5和图6中所示，方形驱动件73装入旋转单元28顶部中的配合开口(未示出)内。方形驱动件73旋转；使锥齿轮