一种张拉锁紧锚杆的制作方法

本发明属于锚杆技术领域，具体的说是一种张拉锁紧锚杆。

背景技术：

锚杆是矿井主要的支护形式，在它发展的过程中，其产生了各种各样的变形，如注浆锚杆、自钻锚杆、玻璃钢锚杆、树脂锚杆等。然而，在现场实际应用的过程中，由于锚杆自身的抗拉强度不够、抗剪能力差等因素很容易发生失效，给矿井安全生产带来很大的威胁，且严重影响正常生产，给煤矿企业带来巨大的经济损失。现在矿井巷道的支护过程中，根据不同的情况和位置多采用锚杆-喷浆、锚杆-防护网-锚索、锚杆-注浆-防护网-锚索等联合支护形式。然而，在围岩应力高、破碎范围大、底板离层严重的巷道，由于锚杆自身不可弯曲、与围岩摩擦力小等原因，不能达到理想的锚固效果。

由于普通锚杆抗拉刚度大、抗剪能力差，不能提供足够的弹性变形。在软岩、高应力等环境下，由于普通锚杆的自身特性不能适应，产生锚杆与围岩拉脱、锚杆被拉断、托盘失效、注浆体拉裂或压碎、粘结失效失锚等。

为了在采动影响剧烈、岩层错动、地应力大时，充分发挥围岩自身的承载能力，锚杆应具有足够的弹性和强度。特别是在岩层发生错动时，锚杆能够在一定范围内适应岩层的移动，能够在发生横向和纵向变形时仍能发挥锚杆自身的性能是值得研究且十分必要。

目前，通过对锚杆的改进，有如膨胀锚杆、膨胀可伸长长锚杆、管缝式锚杆、弹柔锚杆等的出现，这些锚杆在一定程度上存在各自的缺陷，因此，设计了另一种锚杆，但是该锚杆仍存在不足，一方面，该锚杆的强度不高，在对矿井进行支撑时，锚杆容易发生断裂，且需要对锚杆进行检测和更换，既增加了后续的操作时间，又容易导致事故的发生；另一方面，该锚杆不能紧密的与钻好的孔间进行贴合，使得锚杆在对矿井支撑时，容易发生晃动，影响锚杆的支撑效果；使得该技术方案受到限制。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决锚杆强度不高和锚杆易晃动的问题；本发明提出了一种张拉锁紧锚杆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种张拉锁紧锚杆，包括外杆、密封块、推杆、固定倒刺和推动装置；所述密封块位于外杆内部，且密封块上开设有通孔，通孔用于水泥的通入；所述推杆的截面形状为剑状，推杆的端部与推动装置卡接，通过采用卡接，在利用推动装置对外杆内的水泥进行挤压完成后，便于推动装置的拿取，使得一个推动装置，实现多个锚杆的安装，且推动装置位于外杆的外部，在将水泥从密封块上的通孔通入到外杆内时，通过推动装置和推杆间的相互配合，推动密封块，使得外杆内的水泥变得更夯实；所述外杆的外圈上设有若干一号孔，且同一侧处的一号孔均匀排布；所述固定倒刺均位于一号孔内，且固定倒刺的外壁与一号孔的内壁固连，固定倒刺用于将锚杆定位于钻好的孔内，并保证外杆的居中，实现锚杆的支撑作用；在采用本发明的张拉锁紧锚杆时，首先，在矿井的岩壁上钻好孔，然后将该张拉锁紧锚杆放入到钻好的孔内，接着通过密封块上的通孔将水泥灌入到外杆内，待外杆内的水泥与密封块接触时，将推杆的一端插入到密封块内的通孔内，避免外杆内的水泥从密封块上的通孔处回流出来，然后通过推动装置对推杆施加推力，推杆挤压着密封块向远离推动装置的一侧运动，减小外杆内的体积，并使得外杆内的水泥变得更夯实，待外杆内的体积不在变化时，反向驱动推动装置，并将推杆拿离密封块上的通孔，继续向外杆内灌入水泥，并利用推动装置继续对外杆内的水泥进行挤压，待外杆内完全填充满水泥后，停止向外杆内灌入水泥，并将推动装置拿离该锚杆，通过向外杆内灌入水泥，增加外杆的强度，实现锚杆对矿井的安全支撑。

优选的，所述固定倒刺的截面形状为梯形状，且该梯形状固定倒刺的开口向内，固定倒刺由橡胶外壳和金属外壳组成；所述橡胶外壳位于金属外壳的内侧，且橡胶外壳外壁与金属外壳内壁固连，金属外壳上设有连通孔，橡胶外壳内设有一号通道，一号通道内装有水，一号通道、橡胶外壳和连通孔间利用砂孔连通，初始状态下，橡胶外壳与连通孔不连通，且一号通道内的水不流出，通过连通孔将水泥通入到外杆与孔内的缝隙中；本发明通过此种设计，一方面，在利用推动装置对外杆内的水泥进行挤压中，使得外杆内的一部分水泥从连通孔处挤出，实现对外杆外壁与钻好孔间缝隙的填充，增强其稳定性；同时，此设计增大了水泥挤出的力度，使得水泥挤出的更远，实现对多处缝隙的填充，且能够形成倒刺，从而提高了该锚杆的实用性；另一方面，通过此种设计，使得一号通道内的水喷出，避免水泥过早的干燥，通过喷出的水对水泥进行湿润，使水泥发挥更好的作用。

优选的，每个所述固定倒刺的端部设有一对转动板；两所述转动板转动安装在固定倒刺上，初始状态下，两转动板分别与固定倒刺的外壁贴合，通过水泥从连通孔处挤出，推动两转动板转动，增大与钻好孔间的接触面积；本发明通过此种设计，在水泥从连通孔处挤出时，挤出的水泥作用于转动板，并推动转动板转动，使得转动板与钻好孔的内壁间紧密贴合，既增加了其接触面积，又提高了两者间的摩擦力，避免锚杆的脱落，提高了锚杆的稳定性。

优选的，所述转动板上均匀设有一组卡紧单元；所述卡紧单元用于防止锚杆的脱落，卡紧单元包括限位块和卡紧倒刺；所述限位块固连在转动板上；所述卡紧倒刺铰接在转动板上，且卡紧倒刺位于两限位块间，通过限位块与卡紧倒刺间的相互配合，避免锚杆的脱落；本发明通过此种设计，一方面，在转动板转动到与钻好孔的内壁在同一平面时，通过卡紧单元作用，增大与钻好孔壁间的卡紧力，避免转动板的晃动，且能使水泥更好的作用于转动板，使得转动板紧密与钻好孔的孔壁接触，提高锚杆支撑的稳定性；另一方面，通过限位块对卡紧倒刺的转动进行限位，避免卡紧倒刺转动幅度过大，失去对矿井岩壁的再卡紧，从而提高了该锚杆的实用性。

优选的，所述卡紧倒刺采用一体成型，卡紧倒刺的截面形状由一号圆弧、二号圆弧、三号圆弧和四号圆弧组成；所述一号圆弧一端与三号圆弧连接，连接处平滑过渡，一号圆弧另一端与二号圆弧连接，连接处形成尖端；所述三号圆弧一端与四号圆弧连接，连接处形成尖端，三号圆弧另一端与二号圆弧连接，连接处平滑过渡；本发明通过此种设计，利用此截面形状的卡紧倒刺，对矿井的岩壁进行紧密卡紧，提高锚杆支撑的稳定性；在水泥推动转动板转动的过程中，使得a端的卡紧倒刺插入到矿井的岩壁上，同时，矿井的岩壁给予a端卡紧倒刺一反向作用力，由于卡紧倒刺铰接在转动板上，使得卡紧倒刺发生转动，并使得b端的卡紧倒刺插入到矿井的岩壁上。

优选的，所述二号圆弧与四号圆弧间的夹角为60°；本发明通过此种设计，使得卡紧倒刺更紧密的插入到矿井的岩壁上，且使得安装后锚杆的位置唯一，避免锚杆的晃动，提高了锚杆支撑的稳定性。

优选的，所述卡紧倒刺由安装块、一号绳、二号绳、一号折叠弹簧和二号折叠弹簧组成；所述安装块铰接在转动板上；所述一号绳和二号绳的一端固连在安装块上，另一端相互连接；所述一号折叠弹簧卡在一号绳和安装块的区域内；所述二号折叠弹簧卡在二号绳和安装块的区域内；所述限位块上开设有刃口；通过卡紧倒刺转动，利用限位块上的刃口将一号绳剪断，使得一号折叠弹簧和二号折叠弹簧展开，增大卡紧力度；本发明通过此种设计，在利用限位块上的刃口将一号绳剪断时，a和b端的卡紧倒刺均插入到了矿井的岩壁上，此时，限位块上的刃口将一号绳剪断后，一号折叠弹簧和二号折叠弹簧均展开，并将插入到矿井岩壁上的岩石进行抓紧，且一号折叠弹簧和二号折叠弹簧增强了其强度和柔度。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种张拉锁紧锚杆，结构简单，操作方便，通过向外杆内填充水泥，且不断利用推动装置对外杆内的水泥进行挤压，使得外杆内的水泥变得更夯实，增大外杆的强度，避免锚杆的断裂，减少事故的发生。

2.本发明所述的一种张拉锁紧锚杆，通过连通孔与推动装置间的相互配合，使得外杆内的水泥从连通孔处挤出，并填充外杆外壁和钻好孔间的缝隙，避免锚杆的晃动，提高了锚杆对矿井进行支撑的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是图1中a处的局部放大图；

图3是工作时图1中b处的局部放大图；

图4是图2中c处的向视图；

图5是图3中d处的局部放大图；

图6是图3中e处的局部放大图；

图中：外杆1、密封块2、推杆3、固定倒刺4、橡胶外壳41、金属外壳42、连通孔43、一号通道44、转动板5、卡紧单元6、限位块61、卡紧倒刺62、一号圆弧621、二号圆弧622、三号圆弧623、四号圆弧624、安装块63、一号绳64、二号绳65、一号折叠弹簧66和二号折叠弹簧67。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种张拉锁紧锚杆，包括外杆1、密封块2、推杆3、固定倒刺4和推动装置；所述密封块2位于外杆1内部，且密封块2上开设有通孔，通孔用于水泥的通入；所述推杆3的截面形状为剑状，推杆3的端部与推动装置卡接，通过采用卡接，在利用推动装置对外杆1内的水泥进行挤压完成后，便于推动装置的拿取，使得一个推动装置，实现多个锚杆的安装，且推动装置位于外杆1的外部，在将水泥从密封块2上的通孔通入到外杆1内时，通过推动装置和推杆3间的相互配合，推动密封块2，使得外杆1内的水泥变得更夯实；所述外杆1的外圈上设有若干一号孔，且同一侧处的一号孔均匀排布；所述固定倒刺4均位于一号孔内，且固定倒刺4的外壁与一号孔的内壁固连，固定倒刺4用于将锚杆定位于钻好的孔内，并保证外杆1的居中，实现锚杆的支撑作用；在采用本发明的张拉锁紧锚杆时，首先，在矿井的岩壁上钻好孔，然后将该张拉锁紧锚杆放入到钻好的孔内，接着通过密封块2上的通孔将水泥灌入到外杆1内，待外杆1内的水泥与密封块2接触时，将推杆3的一端插入到密封块2内的通孔内，避免外杆1内的水泥从密封块2上的通孔处回流出来，然后通过推动装置对推杆3施加推力，推杆3挤压着密封块2向远离推动装置的一侧运动，减小外杆1内的体积，并使得外杆1内的水泥变得更夯实，待外杆1内的体积不在变化时，反向驱动推动装置，并将推杆3拿离密封块2上的通孔，继续向外杆1内灌入水泥，并利用推动装置继续对外杆1内的水泥进行挤压，待外杆1内完全填充满水泥后，停止向外杆1内灌入水泥，并将推动装置拿离该锚杆，通过向外杆1内灌入水泥，增加外杆1的强度，实现锚杆对矿井的安全支撑。

作为本发明的一种实施方式，所述固定倒刺4的截面形状为梯形状，且该梯形状固定倒刺4的开口向内，固定倒刺4由橡胶外壳41和金属外壳42组成；所述橡胶外壳41位于金属外壳42的内侧，且橡胶外壳41外壁与金属外壳42内壁固连，金属外壳42上设有连通孔43，橡胶外壳41内设有一号通道44，一号通道44内装有水，一号通道44、橡胶外壳41和连通孔间43利用砂孔连通，初始状态下，橡胶外壳41与连通孔43不连通，且一号通道44内的水不流出，通过连通孔43将水泥通入到外杆1与孔内的缝隙中；本发明通过此种设计，一方面，在利用推动装置对外杆1内的水泥进行挤压中，使得外杆1内的一部分水泥从连通孔43处挤出，实现对外杆1外壁与钻好孔间缝隙的填充，增强其稳定性；同时，此设计增大了水泥挤出的力度，使得水泥挤出的更远，实现对多处缝隙的填充，且能够形成倒刺，从而提高了该锚杆的实用性；另一方面，通过此种设计，使得一号通道44内的水喷出，避免水泥过早的干燥，通过喷出的水对水泥进行湿润，使水泥发挥更好的作用。

作为本发明的一种实施方式，每个所述固定倒刺4的端部设有一对转动板5；两所述转动板5转动安装在固定倒刺4上，初始状态下，两转动板5分别与固定倒刺4的外壁贴合，通过水泥从连通孔43处挤出，推动两转动板5转动，增大与钻好孔间的接触面积；本发明通过此种设计，在水泥从连通孔43处挤出时，挤出的水泥作用于转动板5，并推动转动板5转动，使得转动板5与钻好孔的内壁间紧密贴合，既增加了其接触面积，又提高了两者间的摩擦力，避免锚杆的脱落，提高了锚杆的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述转动板5上均匀设有一组卡紧单元6；所述卡紧单元6用于防止锚杆的脱落，卡紧单元6包括限位块61和卡紧倒刺62；所述限位块61固连在转动板5上；所述卡紧倒刺62铰接在转动板5上，且卡紧倒刺62位于两限位块61间，通过限位块61与卡紧倒刺62间的相互配合，避免锚杆的脱落；本发明通过此种设计，一方面，在转动板5转动到与钻好孔的内壁在同一平面时，通过卡紧单元6作用，增大与钻好孔壁间的卡紧力，避免转动板5的晃动，且能使水泥更好的作用于转动板5，使得转动板5紧密与钻好孔的孔壁接触，提高锚杆支撑的稳定性；另一方面，通过限位块61对卡紧倒刺62的转动进行限位，避免卡紧倒刺62转动幅度过大，失去对矿井岩壁的再卡紧，从而提高了该锚杆的实用性。

作为本发明的一种实施方式，所述卡紧倒刺62采用一体成型，卡紧倒刺62的截面形状由一号圆弧621、二号圆弧622、三号圆弧623和四号圆弧624组成；所述一号圆弧621一端与三号圆弧623连接，连接处平滑过渡，一号圆弧621另一端与二号圆弧622连接，连接处形成尖端；所述三号圆弧623一端与四号圆弧624连接，连接处形成尖端，三号圆弧623另一端与二号圆弧622连接，连接处平滑过渡；本发明通过此种设计，利用此截面形状的卡紧倒刺62，对矿井的岩壁进行紧密卡紧，提高锚杆支撑的稳定性；在水泥推动转动板5转动的过程中，使得a端的卡紧倒刺62插入到矿井的岩壁上，同时，矿井的岩壁给予a端卡紧倒刺62一反向作用力，由于卡紧倒刺62铰接在转动板5上，使得卡紧倒刺62发生转动，并使得b端的卡紧倒刺62插入到矿井的岩壁上。

作为本发明的一种实施方式，所述二号圆弧622与四号圆弧624间的夹角为60°；本发明通过此种设计，使得卡紧倒刺62更紧密的插入到矿井的岩壁上，且使得安装后锚杆的位置唯一，避免锚杆的晃动，提高了锚杆支撑的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述卡紧倒刺62由安装块63、一号绳64、二号绳65、一号折叠弹簧66和二号折叠弹簧67组成；所述安装块63铰接在转动板5上；所述一号绳64和二号绳65的一端固连在安装块63上，另一端相互连接；所述一号折叠弹簧66卡在一号绳64和安装块63的区域内；所述二号折叠弹簧67卡在二号绳65和安装块63的区域内；所述限位块61上开设有刃口；通过卡紧倒刺62转动，利用限位块61上的刃口将一号绳64剪断，使得一号折叠弹簧66和二号折叠弹簧67展开，增大卡紧力度；本发明通过此种设计，在利用限位块61上的刃口将一号绳64剪断时，a和b端的卡紧倒刺62均插入到了矿井的岩壁上，此时，限位块上61的刃口将一号绳64剪断后，一号折叠弹簧66和二号折叠弹簧67均展开，并将插入到矿井岩壁上的岩石进行抓紧，且一号折叠弹簧66和二号折叠弹簧67增强了其强度和柔度。

工作时，首先，在矿井的岩壁上钻好孔，然后将该张拉锁紧锚杆放入到钻好的孔内，接着通过密封块2上的通孔将水泥灌入到外杆1内，待外杆1内的水泥与密封块2接触时，将推杆3的一端插入到密封块2内的通孔内，避免外杆1内的水泥从密封块2上的通孔处回流出来，然后通过推动装置对推杆3施加推力，推杆3挤压着密封块2向远离推动装置的一侧运动，减小外杆1内的体积，并使得外杆1内的水泥变得更夯实，待外杆1内的体积不在变化时，反向驱动推动装置，并将推杆3拿离密封块2上的通孔，继续向外杆1内灌入水泥，并利用推动装置继续对外杆1内的水泥进行挤压，待外杆1内完全填充满水泥后，停止向外杆1内灌入水泥，并将推动装置拿离该锚杆，通过向外杆1内灌入水泥，增加外杆1的强度，实现锚杆对矿井的安全支撑；在利用推动装置对外杆1内的水泥进行挤压时，外杆1内的水泥一部分从固定倒刺4上的连通孔43处挤出，挤出的水泥对外杆1外壁与钻好孔间的缝隙进行密封，且挤出的水泥作用于转动板5，使得转动板5发生转动，并与钻好孔的内壁在同一水平面；在水泥推动转动板5转动的过程中，使得a端的卡紧倒刺62插入到矿井的岩壁上，同时，矿井的岩壁给予a端卡紧倒刺62一反向作用力，由于卡紧倒刺62铰接在转动板5上，使得卡紧倒刺62发生转动，并使得b端的卡紧倒刺62插入到矿井的岩壁上，从而提高了锚杆支撑的稳定性。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。