高预紧力对拉式矿用锚索的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下锚固支护技术领域，具体涉及为一种高预紧力对拉式矿用锚索。


背景技术：

2.目前在矿井的支护中使用的锚索，其结构是钢索、球形托盘、锚具一套、和张拉器具一套。施工工艺是 ：钻完钻孔后，用锚索送进树脂锚固剂，同时锚索与锚索机连接，锚索机旋转带动锚索旋转搅拌、推进，使树脂锚固剂充分混匀发生反应固化后，安装上球形托盘，使用张拉器具张紧锚索，最后用上锚具固定锚索。在生产实践中发现存在着许多缺陷，一是锚索中的钢索（钢丝绳）在一定长度时，自然就会有一定的弯曲度，将其送进钻孔中时必然受到一定的阻力，钢索的直径小于钻孔内径，这样钢索在钻孔中用树脂锚固剂固定后，就会是弯曲状，当紧固端紧固时，就会将钢索拉直，使钢索在树脂锚固剂中松动，钢索形成很长一段延伸长度，降低其锚固强度，因此在将钢索送进钻孔中时，必须使用张拉器具拉伸，使钢索产生一定的预应力才能使钢索张紧，使其锚固工序的用工、用时量较大。二是由于钢索为一光杆状，树脂锚固剂与钢索的接触面积小，锚索的锚固强度不够，蕴含了出现生产的可能性。三是钢索在钻孔中固定后，必须使用一种专用的锚具将紧固件固定在钢索探出钻孔端上，才能将托盘固定住，从而使其锚固工序更加繁琐。
3.鸟笼(或鸟巢)锚索中的鸟笼(或鸟巢)主要作用是保证锚索在钻孔中相对居中，很好的搅拌树脂锚固剂(锚固浆体)，使树脂锚固剂(锚固浆体)渗入到鸟笼中，树脂锚固剂(锚固浆体)、锚索与钻孔更好的固结成为一个整体，极大的提高锚固力。尤其是煤矿巷道底板灌浆锚索，可根据钻孔的直径，设计鸟笼的大小，来提高灌浆锚索的锚固力，从而达到初期施加高预紧力的要求。
4.在煤炭资源开采过程中，接续工作面巷道布置尤为重要，为了保证其稳定性，常常留设较大尺寸的煤柱，不仅导致煤炭资源的浪费，且变形严重，维护费用高。为了避免上述问题的出现，错层位沿空掘巷得到广泛的应用，不仅将巷道布置在应力降低区域，且回收了煤炭资源。对于特厚煤层开采，当工作面遇到强矿山压力影响时，错层位沿空掘巷留设煤柱的塑性区扩展迅速，极易造成裂隙与采空区贯通，导致采空区漏风、遗煤自燃，给矿井高效生产带来严重的安全隐患。 针对目前留设煤柱开采作业，采用鸟笼(或鸟巢)锚索在一定程度上能够解决大煤柱锚固问题，但是大煤柱的留设存在煤炭资源浪费问题，而留设小煤柱作业，降低煤柱的承载力，致使沿空巷道采空区侧帮部变形严重，煤柱快速失稳，诱发一定的冲击地压问题，这就需要对现有的锚索进行改造。


技术实现要素：

5.本实用新型针对上述背景技术中留设小煤柱作业，小煤柱失稳已发生变形的问题，基于现有(或鸟巢)锚索进行改造，同时，对锚固剂的形状做出适应性改造，提供了一种高预紧力对拉式矿用锚索。
6.为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：高预紧力对拉式矿用锚索，包括由多股钢绞线捻合而成的锚索杆体、以及在其一端头上固定连接有用于安装锁具的第一预紧端，所述锚索杆体上设有由多股所述钢绞线凸起形成的鸟笼结构，在所述锚索杆体的另一端头上固定连接有用于安装锁具的第二预紧端，所述锚索杆体上安装有多个卡箍，位于多个所述卡箍的锚索杆体上缠绕有锚固剂片，多个所述卡箍通过旋转锚索杆体带动其刺破锚固剂片，使锚固剂片内的两种灌装物混合搅拌，所述锚索杆体上固定安装有限位块，所述限位块用于限制锚固剂片在填装钻孔过程中发生相对滑动。
7.作为上述技术方案进一步补充，在所述第一预紧端和/或第二预紧端上安装有保护帽，用于保护其不被腐蚀生锈损坏或机械外力损坏。
8.作为上述技术方案进一步补充，所述限位块包含有两个，多个所述卡箍均位于两个所述限位块之间。
9.作为上述技术方案进一步补充，所述鸟笼结构包含有多个，多个所述鸟笼结构位于两个所述限位块的中间和/或外部。
10.作为上述技术方案进一步补充，位于所述鸟笼结构的多股钢绞线内设置有支撑环，所述支撑环用于增加鸟笼结构的稳定性和强度。
11.作为上述技术方案进一步补充，所述锚固剂片包括由聚酯薄膜制成的带状灌装袋，所述带状灌装袋的内部通过分割线分割成两个独立密封的填装腔，两个所述填装腔内分别灌注有不饱和聚酯树脂和大理石粉。
12.作为上述技术方案进一步补充，所述支撑环包括环形体，所述环形体由刚性材料制成，其内设有空心孔，其边缘设置有与多股钢绞线相对应的凹槽。
13.作为上述技术方案进一步补充，位于所述空心孔内部的环形体上开设有多个断裂槽，其在预紧力作用下破坏支撑环的结构，使得鸟笼结构凸起的多股钢绞线紧贴在一起，以此减小锚索锚固应力荷载。
14.与现有技术相比本实用新型具有以下优点：1.本实用新型在传统鸟笼(或鸟巢)锚索的单头预紧端设计成双头的预紧端，使本矿用锚索贯穿于小煤柱，并在两端安装上托盘锁具，形成了对小煤柱两侧帮对拉式预紧力，以此防止小煤柱侧帮发生形变引发安全事故；2.本实用新型在锚索杆体上固定安装有限位块，防止带状锚固剂片在填装钻孔过程中发生相对滑动；3.本实用新型在锚索杆体上安装有多个卡箍，通过旋转锚索杆体带动卡箍刺破锚固剂片，使的锚固剂片内的不饱和聚酯树脂和大理石粉发生混合并搅拌，将锚索杆体锚固在钻孔周围煤壁岩体中；4.本实用新型鸟笼结构的多股钢绞线内设置有支撑环，用于增加鸟笼结构的稳定性和强度，其在预紧力作用下破坏支撑环的结构，使得鸟笼结构凸起的多股钢绞线紧贴在一起，以此减小锚索锚固应力荷载；5.本实用新型在第一预紧端和/或第二预紧端上安装有保护帽，使锚索杆体穿设小煤柱过程中，防止其腐蚀生锈或机械外力而损坏。
附图说明
15.图1为本实用新型的立体示意图；
16.图2为本实用新型的结构示意图；
17.图3为本实用新型的组装示意图；
18.图4为本实用新型中支撑环的立体示意图；
19.图5为本实用新型中卡箍的立体示意图；
20.图6为本实用新型中锚固剂片的平面示意图；
21.图7为本实用新型应用在小煤柱锚固支护参考图；
22.图中：锚索杆体1、第一预紧端2、第二预紧端3、鸟笼结构4、限位块5、卡箍6、锚固剂片7、保护帽8、支撑环9、分割线10；
23.其中在图4中，环形体901、空心孔902、凹槽903、断裂槽904。
具体实施方式
24.为了进一步阐述本实用新型的技术方案，下面通过实施例对本实用新型进行进一步说明。
25.参阅图1至5，高预紧力对拉式矿用锚索，包括由多股钢绞线捻合而成的锚索杆体1、以及在其一端头上固定连接有用于安装锁具的第一预紧端2，在所述锚索杆体1的另一端头上固定连接有用于安装锁具的第二预紧端3，在所述第一预紧端2和/或第二预紧端3上安装有保护帽8，用于保护其不被腐蚀生锈损坏或机械外力损坏，所述锚索杆体1上设有由多股所述钢绞线凸起形成的鸟笼结构4，所述锚索杆体1上安装有多个卡箍6，位于多个所述卡箍6的锚索杆体1上缠绕有锚固剂片7，多个所述卡箍6通过旋转锚索杆体1带动其刺破锚固剂片7，使锚固剂片7内的两种灌装物混合搅拌，所述锚索杆体1上固定安装有限位块5，所述限位块5包含有两个，多个所述卡箍6均位于两个所述限位块5之间，用于限制锚固剂片7在填装钻孔过程中发生相对滑动，所述鸟笼结构4包含有多个，多个所述鸟笼结构4位于两个所述限位块5的中间和/或外部，位于所述鸟笼结构4的多股钢绞线内设置有支撑环9，所述支撑环9包括环形体901，所述环形体901由刚性材料制成，其内设有空心孔902，其边缘设置有与多股钢绞线相对应的凹槽903，位于所述空心孔902内部的环形体901上开设有多个断裂槽904，其在预紧力作用下破坏支撑环9的结构，使得鸟笼结构4凸起的多股钢绞线紧贴在一起，以此减小锚索锚固应力荷载，所述支撑环9以此用于增加鸟笼结构4的稳定性和强度。
26.进一步，参阅图6，所述锚固剂片7包括由聚酯薄膜制成的带状灌装袋，所述带状灌装袋的内部通过分割线10分割成两个独立密封的填装腔，两个所述填装腔内分别灌注有不饱和聚酯树脂和大理石粉。
27.参阅图7，使用本矿用锚索，先在留设保护煤柱的煤壁进行钻孔作业，然后使用锚索机连接裸露在钻孔外的第一预紧端2，锚索机旋转带动锚索旋转搅拌、推进，使得套设有保护帽8的第二预紧端3放入到钻孔内，与此同时，使卡箍6将缠绕锚固剂片7的两个独立密封的填装腔刺破，使的锚固剂片7内的不饱和聚酯树脂和大理石粉发生混合并搅拌，将锚索杆体锚固在钻孔周围煤壁岩体中，最后安装上托盘，使用张拉器具张紧锚索，最后用上锚具固定锚索。当开采过程中遇到位于保护煤柱内第二预紧端3，逐一拆除保护帽8，并在第二预紧端3上安装上托盘，使用张拉器具张紧锚索，最后用上锚具固定锚索。
28.以上显示和描述了本实用新型的主要特征和优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述
说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。