本发明属于土木工程的防护设施,具体涉及一种锚杆。
背景技术:
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,国内外矿山都相继进入深部资源开采状态,围岩产生的大变形破坏的现象越来越普遍,巷道经常发生冒顶、非对称两帮变形、岩爆等非线性大变形破坏现象。因此,在大变形破碎岩体条件下隧道开挖和初期支护的成败,是控制深部巷道工程进度和质量的决定性因素。
锚杆支护是深埋巷道和大断面隧道的主要支护形式,操作简单、充分发挥岩体的自身稳定能力和经济效益显著等的特点。随着开挖深度的增加,当开挖面出现围岩大变形、附加采动应力集中和地质环境恶化等特性时,由于围岩大变形具有释放的变形能大和位移大等特点,隧道围岩的大变形远超过锚杆所能承受的范围,而且现有的锚杆本身存在延伸率过低的缺陷,因此现有锚杆无法适应大变形被拉断而导致整个支护体系失效,给工程带来不可估量的损失。
围岩大变形严重影响现有锚杆的支护效果,因此,找到一种适用于深埋巷道或大断面隧道工程的支护锚杆,将对此类工程的安全建设产生巨大促进作用。
技术实现要素:
针对现有锚杆的不足,本发明所要解决的技术问题就是提供一种自适应摩擦式锚杆,它能增大锚杆伸长量,适应围岩大变形的工程防护。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的,它包括t型锚杆、套筒和螺纹杆,所述套筒底部固定有焊块,焊块上有锚杆孔,锚杆从焊块的锚杆孔伸入套筒,锚杆前端的圆台外圆设有齿条,齿条挤压套筒内壁;伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的钢板托盘和螺母,螺母与锚杆为螺纹配合,螺母压住钢板托盘;套筒顶口部还焊接有螺纹杆。
与现有锚杆相比,本发明的优点是:通过锚杆与内壁的相对运动使锚杆伸长,增大了锚杆伸长量,在自身被拉长的过程吸收能量,使围岩大变形产生的能量得到吸收达到新的平衡。保证在突发荷载冲击下,锚杆不会因材料伸长率不足被拉断而立刻失效。锚杆能够自适应围岩产生的变形,对隧道岩爆、煤矿冲击地压等突发灾害能够起到有效的缓冲及治理作用。
附图说明
本发明的附图说明如下:
图1为本发明的结构示意图;
图2为锚杆前端圆台的截面图。
图中:1、螺母;2、钢板托盘;3、焊块;4、套筒;5、锚杆;51、齿条;6、螺纹杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
如图1和图2所示,本发明包括t型锚杆5、套筒4和螺纹杆6,所述套筒4底部固定有焊块3,焊块3上有锚杆孔,锚杆5从焊块的锚杆孔伸入套筒4,锚杆5前端的圆台外圆设有齿条51,齿条51挤压套筒4内壁;伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的钢板托盘2和螺母1,螺母1与锚杆6为螺纹配合,螺母1压住钢板托盘2;套筒4顶口部还焊接有螺纹杆6。
本发明的工作过程是:将本发明置入岩体内部,当注浆完成后,螺纹杆与注桨体充分咬合固定,能给套筒4提供稳定的锚固力。由于锚杆5前端的圆台外圆设有齿条51,锚杆5与套筒4克服摩擦力发生相对运动,通过自身的伸长从而释放围岩变形产生的能量,使该锚杆自适应围岩的变形,围岩与锚杆达到新的平衡状态。相对于现有锚杆,在围岩产生大变形时,巷道围岩释放变形能,现有锚杆变形不能适应的大变形范围,从而导致传统锚杆失效。
套筒内壁的摩擦力由锚杆前端的圆台外圆齿条与套筒内壁提供,具体表现为:当锚杆轴向受到拉力,齿条能与套筒内壁克服摩擦力产生相对运动,锚杆克服套筒内壁摩擦力而被拉长。为实现自适应摩擦式锚杆的正常工作,所述锚杆4前端齿条须有较高的强度,以保证该锚杆不仅有较大的承载力,而且有较大的伸长量。
综上所述,当巷道开挖导致围岩变形较大时,锚杆克服摩擦力伸长能够自适应围岩的大变形,围岩变形产生的能量得到释放,围岩锚杆支护体系达到新的平衡,实现了巷道的稳定,对突发灾害起到很好缓冲的作用。本发明的锚杆具有自适应吸能的特点,能够应用于不同领域的工程。