异型矿用锚具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种异型矿用锚具，包括贴合在巷道顶壁上的托板，托板向下连接有铰接座，铰接座与托板之间设有定位结构；铰接座向下转动连接有钢绞线固定环，钢绞线固定环的外轮廓整体呈上小下大的锥台状，钢绞线固定环内沿其轴线设有锥台形通孔，锥台形通孔内设有截面呈楔形的夹片；所述铰接座以及托板上分别设有与所述锥台形通孔相对应的中心孔，支护用钢绞线穿过所述锥台形通孔内的夹片、铰接座和托板上的中心孔后伸入巷道顶壁。本实用新型可适应在巷道围岩表面与钢绞线钻孔不垂直或围岩表面不平整的情况下使用，保证锚具承载能力不下降。钢绞线固定环呈锥形，减轻了整个锚具的重量，节省了材料，降低了锚具的成本费用。
【专利说明】异型矿用锚具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于隧道、边坡、地基基础、基坑、矿井巷道支护的钢绞线锚具。
【背景技术】
[0002]锚杆、钢绞线、网、钢梁(带)、喷射混凝土混合或组合支护(以下简称锚网支护)是近年来发展起来的先进支护技术，是隧道、边坡、地基基础、基坑、矿井巷道支护的一种主要方式，具有加快工程进度、提高支护效果、降低支护消耗、减小劳动强度的优点。以煤矿为例，通过积极推广锚网支护技术，重点煤矿井下巷道的锚网支护率达到60%以上，大型煤矿达到80%以上。钢绞线作为主要支护构件，在整个支护体系中起着关键作用，而钢绞线锚具(以下简称锚具)是钢绞线的主要承力部件之一，其部件的组成结构、受力状况、承载能力决定着钢绞线的整体承载能力，直接影响着锚网支护的成功与否。
[0003]目前的锚具大多采用单孔直面型钢绞线锚具。钢绞线被安装后，锚环、夹片、钢绞线被紧固成一体，托板紧贴被支护体表面，此时锚具轴线与托板平面、支护体表面均保持垂直；但由于被支护体表面不完全平整，安装钢绞线的钻孔轴线与被支护体表面无法保持垂直，这样，伸入钻孔内的钢绞线轴线与被支护体表面也不能垂直，导致位于锚具、托板孔道中的一段钢绞线轴线与钻孔内的钢绞线轴线不重合，在锚具口弯曲形成一个夹角，锚具或托板对钢绞线形成剪切，造成钢绞线受力状况恶化，钢绞线在没有达到破断力前就在夹角处断裂，使钢绞线无法发挥其应有的承载作用，降低了支护体系的支护能力，带来严重的安全隐患。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种节省材料、降低锚具重量且能够在巷道围岩表面与钢绞线钻孔不垂直、倾斜成任意角度或围岩表面不平整的情况下使用的异型矿用锚具。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的异型矿用锚具包括贴合在巷道顶壁上的托板，托板向下连接有铰接座，铰接座与托板之间设有定位结构；铰接座向下转动连接有钢绞线固定环，钢绞线固定环的外轮廓整体呈上小下大的锥台状，钢绞线固定环内沿其轴线设有锥台形通孔，锥台形通孔内设有截面呈楔形的夹片；所述铰接座以及托板上分别设有与所述锥台形通孔相对应的中心孔，支护用钢绞线穿过所述锥台形通孔内的夹片、铰接座和托板上的中心孔后伸入巷道顶壁。
[0006]所述铰接座下端部设有表面呈凹圆弧面的铰接槽，所述钢绞线固定环的上端部设有与所述铰接槽相适配的凸圆弧面，该凸圆弧面连接在所述铰接槽内。
[0007]所述夹片底端伸出所述锥台形通孔并设有环形凹槽，环形凹槽内卡接有定位支撑环。
[0008]所述铰接座与托板之间的定位结构为固定在托板表面、与铰接座底面外沿相匹配的阻挡结构，该阻挡结构为挡环或挡块或挡销。[0009]所述铰接座与托板之间的定位结构为凸设于铰接座顶部并嵌入托板内的定位牙。
[0010]所述定位牙在铰接座顶部设有三个以上。
[0011]所述托板为方形平板或圆形平板或碟形板或鼓形板。
[0012]本实用新型具有如下的优点:
[0013]1.本实用新型的异型矿用锚具通过表面呈凹圆弧面的铰接槽以及凸圆弧面组成球面铰接结构，使铰接座与钢绞线固定环之间可以相对旋转，进而使本实用新型可适应在巷道围岩表面与钢绞线钻孔不垂直、倾斜成任意角度或围岩表面不平整的情况下使用，并保证锚具承载能力不下降，充分发挥钢绞线对巷道顶壁的支护能力。由于使用了锥形钢绞线固定环，与外轮廓呈圆柱形相比，减轻了整个锚具的重量，节省了材料，降低了锚具的成本费用。
[0014]2.本实用新型中的定位支撑环可以起到定位支撑作用。铰接座底面与托板表面设有定位结构，定位结构可以采用固定在托板表面、与铰接座底面外沿相匹配的阻挡结构(挡环或挡块或挡销)，也可以采用凸设于铰接座顶部并嵌入托板内的定位牙。定位结构的作用是钢绞线在预紧时，防止铰接座在托板上滑移，避免对钢绞线形成剪切，确保钢绞线不会因剪切力而损坏。
[0015]3、本实用新型的异型矿用锚具的有效支护能力明显提高，增大了钢绞线与被支护体形成的支护体系的可靠程度，为各类支护工程的安全使用提供了材料保障。
[0016]4、本实用新型是通过表面呈凹圆弧面的铰接槽以及凸圆弧面组成球面铰接结构，自托板上沿至锥形钢绞线固定环下沿的长度与【背景技术】中各方案的长度相比，尺寸最小。应用于矿山巷道支护时，在巷道高度一定的情况下，确保巷道净高度最高；在巷道净高度一定的情况下。确保顶底板间距离最小，从而降低了巷道的开挖量，节约了工程成本。
[0017]5、本实用新型具有在承受相同的顶板承载力时锚具体积小，重量轻，节约材料和降低加工成本等优势。
[0018]另外，本实用新型结构简单，便于制造和使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图；
[0020]图2是图1中A处的放大图；
[0021]图3是图1中B处的放大图。
【具体实施方式】
[0022]如图1至图3所示，本实用新型的异型矿用锚具包括贴合在巷道顶壁I上的托板2，托板2向下连接有铰接座3，铰接座3与托板2之间设有定位结构；铰接座3向下转动连接有钢绞线固定环4，钢绞线固定环4的外轮廓整体呈上小下大的锥台状，钢绞线固定环4内沿其轴线设有锥台形通孔41，锥台形通孔41内设有截面呈楔形的夹片5 ;所述铰接座3以及托板2上分别设有与所述锥台形通孔41相对应的中心孔，支护用钢绞线13穿过所述锥台形通孔41内的夹片5、铰接座3和托板2上的中心孔后伸入巷道顶壁I。
[0023]所述铰接座3下端部设有表面呈凹圆弧面的铰接槽8，所述钢绞线固定环4的上端部设有与所述铰接槽8相适配的凸圆弧面9，该凸圆弧面9连接在所述铰接槽8内。这种结构使得钢绞线固定环4能够沿铰接槽8方便灵活地转动一定角度。
[0024]所述夹片5底端伸出所述锥台形通孔41并设有环形凹槽10，环形凹槽10内卡接有定位支撑环11。定位支撑环11可以起到定位支撑作用。
[0025]所述铰接座3与托板2之间的定位结构为固定在托板2表面、与铰接座3底面外沿相匹配的阻挡结构12，该阻挡结构12为挡环或挡块或挡销。
[0026]所述铰接座3与托板2之间的定位结构为凸设于铰接座3顶部并嵌入托板2内的定位牙7。所述定位牙7在铰接座3顶部均匀设有三个以上。
[0027]所述托板2为方形平板或圆形平板或碟形板或鼓形板。
[0028]本实用新型中的钢绞线固定环4、铰接座3和托板2的承载能力均高于钢绞线13的最大承载力。
[0029]使用时，夹片5夹持钢绞线13，张紧钢绞线13，钢绞线13的张力通过楔形的夹片
5、钢绞线固定环4和铰接座3作用于托板2，将托板2紧压在巷道顶壁I上，从而对巷道顶壁I起到支护作用。
[0030]在图示状态下，托板2紧贴巷道顶板，铰接座3靠凸出的定位牙7与托板2咬成一体，阻挡结构12也起到阻挡铰接座3沿托板2下表面滑动的作用。
[0031]钢绞线固定环4的凸圆弧面9能够在铰接座3的铰接槽8内转动一定的角度，与钢绞线13的轴线方向一致，楔形的夹片5在钢绞线固定环4的锥台形通孔41内夹持钢绞线13，使钢绞线13的受力轴线与锚具夹持力的轴线重合，最大限度地发挥钢绞线13对巷道顶壁I的支护作用。
[0032]以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.异型矿用锚具，其特征在于:包括贴合在巷道顶壁上的托板，托板向下连接有铰接座，铰接座与托板之间设有定位结构；铰接座向下转动连接有钢绞线固定环，钢绞线固定环的外轮廓整体呈上小下大的锥台状，钢绞线固定环内沿其轴线设有锥台形通孔，锥台形通孔内设有截面呈楔形的夹片；所述铰接座以及托板上分别设有与所述锥台形通孔相对应的中心孔，支护用钢绞线穿过所述锥台形通孔内的夹片、铰接座和托板上的中心孔后伸入巷道顶壁。
2.根据权利要求1所述的异型矿用锚具，其特征在于:所述铰接座下端部设有表面呈凹圆弧面的铰接槽，所述钢绞线固定环的上端部设有与所述铰接槽相适配的凸圆弧面，该凸圆弧面连接在所述铰接槽内。
3.根据权利要求1或2所述的异型矿用锚具，其特征在于:所述夹片底端伸出所述锥台形通孔并设有环形凹槽，环形凹槽内卡接有定位支撑环。
4.根据权利要求3所述的异型矿用锚具，其特征在于:所述铰接座与托板之间的定位结构为固定在托板表面、与铰接座底面外沿相匹配的阻挡结构，该阻挡结构为挡环或挡块或挡销。
5.根据权利要求3所述的异型矿用锚具，其特征在于:所述铰接座与托板之间的定位结构为凸设于铰接座顶部并嵌入托板内的定位牙。
6.根据权利要求5所述的异型矿用锚具，其特征在于:所述定位牙在铰接座顶部设有三个以上。
7.根据权利要求6所述的异型矿用锚具，其特征在于:所述托板为方形平板或圆形平板或碟形板或鼓形板。
【文档编号】E21D21/00GK203452815SQ201320568932
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】勾攀峰, 马宝安, 王金凯, 张春然, 裴刚 申请人:河南宇建矿业技术有限公司