一套便于张拉及锁紧的高预应力桁架锚索连接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利是一种便于矿井锚杆锚索支护系统的连接装置，尤其是一种适合高预应力桁架锚索支护系统的连接装置，主要用于煤矿巷道支护领域。
【背景技术】
[0002]我国未来釆矿的发展趋势是深部开采，尤其在复杂的地质条件情况下，巷道围岩稳定性差，对巷道支护提出了更高的要求。巷道支护是煤矿安全高效生产的关键技术之一。巷道开挖后易出现较大范围的破碎区，顶板易下沉并且持续变形，为了保证安全生产，必须对其进行支护。
[0003]随着高产高效综采面的应用和开采深度的加大，必然使井下巷道出现高地应力、软弱破碎围岩、大断面及赋存不稳定等一系列不利于巷道围岩控制的特征。对于大断面巷道，传统的支护方式采用加大锚杆或锚索的支护密度来进行支护，虽然有一定的效果，但大大增加了支护成本，并且严重影响了施工速度，未能从本质上改变支护理念和支护形式，易发生冒顶事故。目前的大量研宄和工程实践表明，预应力桁架锚索支护技术是控制大断面巷道变形的一种有效技术，但由于现场作业场地有限，施加高预应力不方便，因此，本发明提出了一种便于施工张拉及锁紧的高预应力桁架锚索连接装置，并可承受大变形。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是为了解决软弱顶板煤巷、大断面巷道等复杂条件下的巷道围岩控制问题，而设计了一种便于施工张拉及锁紧的高预应力桁架锚索连接装置。
[0005]本实用新型提供了一种结构简单，安装方便，降低成本并能有效控制围岩变形的连接装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案:一种便于施工张拉及锁紧的高预应力桁架锚索连接装置，其包括
[0007]A)两根锚索，一套连接器；
[0008]B)连接器由高强度钢筋、变径套筒、螺母构成；
[0009]C)用于连接两根钢筋的变径套筒，变径套筒由一个大径段套筒和一个小径段套筒构成，小径段套筒用于连接光圆钢筋，大径段套筒用于连接螺母，螺母用于连接带有直螺纹的钢筋；
[0010]D)变径套筒中小径段套筒的尺寸与光圆钢筋的直径相同，加工成锥形的光圆钢筋尾部直径略大于小径段套筒的直径且小于大径段套筒的直径，锥形的光圆钢筋可以在变径套筒中自由滑动，能实现长度调节，承受大变形；
[0011]E)螺母内外螺纹和钢筋的螺纹方向匹配，通过扭紧螺母可施加张拉高预应力，并锁紧钢筋。
[0012]所述的高预应力桁架锚索连接装置，其中桁架锚索可以采用直径为18-22_，锚索长度约6-8m，1X7股高强度低松弛预应力钢绞线，锚索钻孔与铅垂线的夹角为15° -20°，钻孔直径为24-30mm，树脂锚固。
[0013]所述的高预应力桁架锚索连接装置，其中光圆钢筋可以采用直径为18-22_。
[0014]所述的高预应力桁架锚索连接装置，其中U型挂环作用是连接锚索和光圆钢筋。
[0015]所述的高预应力桁架锚索连接装置，其中变径套筒作用是连接左右两侧的钢筋，使左侧的光圆钢筋可以在套筒内自由滑动且不能脱落。
[0016]本实用新型具有以下优点:
[0017]第一，桁架锚索连接装置便于施工张拉及锁紧，能快速方便施加高预应力。第二，两根锚索之间采用变径套筒连接，节省材料，降低成本，安装方便。第三，桁架锚索连接装置结构简单合理，操作灵活，适合狭窄空间施工，使用方便。
【附图说明】
[0018]图1高预应力桁架销索连接装置整体示意图
[0019]图2连接器装置示意图
[0020]图中:1.锚索；2.连接器；3.U型挂环；4.顶板；5.巷道；6.巷帮；7.底板；8.第一钢筋；9.小径段套筒；10.大径段套筒；11.直螺纹；12.第二钢筋；13.内壁螺纹；14.变径套筒；15.螺母。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
[0022](一 )钻孔。为使钻孔设备单一化，应尽量采用一体钻机钻装，锚索钻孔应按照设计的孔位、孔深与角度进行施工。
[0023]( 二)安装锚索。钻孔施工完毕后，将锁体端部插入装好树脂锚固剂的钻孔，缓慢将树脂锚固剂送入孔底，并且通过钻机旋转锚索搅拌树脂锚固剂，将预制的直径为18-22_的锚索(I)打入钻孔，最后装上托梁托板、锚具。
[0024](三)将第一钢筋(8)的尾部加工成锥形，其尾部直径略小于大径段套筒(10)的直径且大于小径段套筒(9)的直径。第一钢筋⑶从大径段套筒(10)穿入，从小径段套筒(9)穿出，第一钢筋⑶可以在变径套筒(14)中自由滑动且不能从小径段套筒(9)中脱落。
[0025](四)用钢筋直螺纹滚丝机把第二钢筋(12)加工成螺纹丝头，螺母(15)通过外螺纹与大径段套筒(10)的内壁螺纹(13)连接，第二钢筋(12)与螺母(15)连接。
[0026](五)把锚索(I)上的钢绞线弯成一个环，其环的直径略大于钢筋的直径，并用U型挂环(3)固定在环上并将锚索锁紧，把第一钢筋(8)和第二钢筋(12)的端部弯曲成挂钩，将弯起成挂钩的第一钢筋(8)和左侧锚索(I)上的环连接，将弯起成挂钩的第二钢筋(12)和右侧锚索(I)上的环连接。
[0027]本实用新型高预应力桁架锚索装置的工作原理:把锚索打入深部稳定岩层，锚索与连接器装置连接，两根钢筋与变径套筒连接，对第一钢筋(8)和第二钢筋(12)进行张拉，在张拉状态下，第一钢筋(8)的尾部向大径段套筒(10)中滑动，通过螺纹旋紧第二钢筋
(12)，对钢筋可施加较大的预应力。锚索和连接器形成一个整体，当围岩持续变形时，第一钢筋(8)可以伸缩调节钢筋的长度，让支护系统承受大变形，防止冒顶事故发生。
[0028]本实用新型通过该连接装置对钢筋施加高预应力后，能有效控制或明显减少巷道围岩变形，提高了围岩的稳定性。高预应力桁架锚索连接装置适用于软弱顶板煤巷、大断面巷道等复杂条件下的巷道围岩控制，是一种安全经济有效的支护方式。
【主权项】
1.一套便于张拉及锁紧的高预应力桁架锚索连接装置，其特征在于:包括两根锚索和一套连接器，连接器由高强度钢筋、变径套筒、螺母构成。连接器可以把两根位于顶板左右两侧的锚索连接起来，中间变径套筒一侧便于施加张拉和锁紧钢筋，并施加高预应力，另一侧便于带锥形尾头钢筋移动，让支护系统承受大变形。
2.根据权利要求1所述的高预应力桁架锚索连接装置，其特征在于:变径套筒用于连接两根钢筋，变径套筒由一个大径段套筒和一个小径段套筒构成，小径段套筒用于连接光圆钢筋，大径段套筒用于连接螺母，螺母用于连接带有直螺纹的钢筋。
3.根据权利要求1所述的高预应力桁架锚索连接装置，其特征在于:变径套筒中小径段套筒的尺寸与光圆钢筋的直径相同，加工成锥形的光圆钢筋尾部直径略大于小径段套筒的直径且小于大径段套筒的直径。
4.根据权利要求1所述的高预应力桁架锚索连接装置，其特征在于:锥形的光圆钢筋可以在变径套筒中自由滑动，能实现长度调节，承受大变形。
5.根据权利要求1所述的高预应力桁架锚索连接装置，其特征在于:螺母内外螺纹和钢筋的螺纹方向匹配，通过扭紧螺母可施加张拉高预应力，并锁紧钢筋。
【专利摘要】本实用新型专利属于矿区巷道支护技术装置，具体涉及一种便于张拉及锁紧的高预应力桁架锚索连接装置。此装置包括两根锚索和一套连接器装置，连接器装置包括两根钢筋、变径套筒和螺母。把锚索打入深部稳定岩层，锚索外露头用U型卡缆锁紧，留一直径25mm的小孔，便于与连接器挂钩连接。变径套筒连接两根钢筋，通过张拉钢筋旋紧螺纹可对钢筋施加较大的预应力，当巷道开挖出现破碎区时，左侧钢筋可以在变径套筒中自由滑动，承受大变形，有效控制围岩变形。该桁架锚索连接装置结构简单合理，最大优点是便于张拉和施加高预应力，并且操作灵活，适合狭窄空间施工，施工方便。
【IPC分类】E21D20-00
【公开号】CN204419213
【申请号】CN201420738580
【发明人】左建平, 张婷, 吴迪, 魏旭
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月2日