本发明属于土木工程的防护设施,应用于隧道和巷道灾害防护,或应用于边坡支护等工程。
背景技术:
在国民经济发展中,煤扮演了“发动机”的角色,对于社会进步、经济增长都做出了巨大的贡献。安全、经济、高效的巷道支护技术是实现矿井高效生产的必备条件。锚杆支护具有施工速度快、对原岩扰动小、充分发挥岩土体自身稳定能力等的特点,在岩土工程领域中显示出越来越旺盛的生命力。锚杆支护是我国煤矿巷道的重要支护形式。
随着煤矿开采深度的不断增加,井下地质环境的不断恶化,地应力增大以及岩体力学性质、强度和变形等特性的变异。传统的锚杆支护体系的设计方法、支护技术以及主要材料已无法适应深部巷道围岩稳定性控制的要求。常见的锚杆支护的破坏形式有三种:锚杆在滑动面处或者节理面处的剪切破坏、锚杆的抗拉承载力不足而引起的破坏以及岩土体的破坏。在传统深部巷道支护体系中,围岩产生的大变形破坏现象越来越普遍。由于锚杆钢筋自身的延伸率低,不能够产生适应围岩大变形的特点,锚杆一旦被拉断,则整个锚杆支护系统将会失效,这给工程带来不可预估的损失。
技术实现要素:
针对现有锚杆存在的不足,本发明所要解决的技术问题就是提供一种自适应压剪式锚杆,它能够实现在围岩产生大变形情况下,围岩能通过锚杆的压缩剪切作用吸收围岩大变形产生的能量达到新的平衡,从而实现稳定高效的锚杆支护。
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,套筒内壁设有间隔的一列压剪槽,锚杆从焊块的锚杆孔伸入套筒,锚杆前端的圆台面压在压剪槽的顶端环台上,伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的挡板和螺母,螺母与锚杆为螺纹配合,螺母压住挡板;套筒顶口部还焊接有螺纹杆。
本发明的技术效果是:增大了锚杆的伸长量,在深部岩体开采过程中遇到围岩大变形时,该锚杆能够依靠自身的大变形来吸收能量以适应围岩的变形,提高了锚杆的支护能力,保证了岩体工程的稳定性,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和治理作用。
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。
图中:1.螺母;2.钢板托盘;3.焊块;4.套筒;5.压剪槽;6.锚杆;7.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所示,本发明包括t型锚杆6、套筒4和螺纹杆7,所述套筒4底部固定有焊块3,焊块3上有锚杆孔,套筒4内壁设有间隔的一列压剪槽5,锚杆6从焊块的锚杆孔伸入套筒,锚杆前端的圆台面压在压剪槽的顶端环台上,伸出套筒的锚杆尾部装配有紧贴围岩壁的挡板2和螺母1,螺母1与锚杆6为螺纹配合,螺母1压住挡板2;套筒4顶口部还焊接有螺纹杆7。
本发明的工作过程是:将本发明置入岩体内部,注入砂浆达到一定强度后,螺纹杆与砂浆相互咬合产生足够大的摩擦力以给支护结构提供持续稳定的锚固力。当围岩产生较大变形时,通过锚杆6的压缩剪切作用拉出锚杆来适应围岩大变形。具体表现为:当围岩产生较大变形时,挡板2受到岩体冲击而使锚杆6轴向受拉,压剪槽5受锚杆端部的压缩剪切作用,当第一个压剪槽5环台被剪除,锚杆6前端圆台面进而向下一个压剪槽移动,锚杆6被拉出套筒以适应围岩的变形,以此不断吸收围岩大变形释放的能量。经过能量释放后,围岩趋向新的稳定,支护体系重新达到静止状态,使锚杆能够继续发挥支护作用,直至套筒内所有的压剪槽均被剪除。
套筒4的作用是:当锚杆6遇到较大荷载冲击或者岩爆时,锚杆6被拉出,与套筒4发生相对位移而吸收围岩大变形释放的能量使支护结构达到新的平衡。套筒4使该锚杆有较高的安全储备,能够适应工程突发状况,保证了支护结构的稳定性。焊块3的作用是防止浆液流入套筒内部,影响锚杆剪切压剪槽的环台。
螺纹杆7与套筒4通过焊接固定,本发明被打入岩体内部,注浆并养护到规定强度后,螺纹杆7与浆液的咬合力能给套筒4提供稳定的锚固力。