一种可拉伸式管缝锚杆的制作方法

1.本实用新型属于矿山开采、地下工程用支护设备技术领域，特别是涉及一种可拉伸式管缝锚杆。


背景技术：

2.在矿山开采、地下工程施工时，为了防止围岩脱落，保护现场施工工作人员的生命安全，常常采用锚杆支护来解决围岩不稳定的问题。管缝锚杆作为支护用的主要设备，因其具有结构简单、方便操作、重量轻、加工成本较低等优点，受到很多用户的青睐。管缝锚杆是由高强度钢管在管体纵向切割管缝制得，其横截面呈开有缺口的圆环“c”型。管缝锚杆的锚固原理是：当管缝锚杆被打入到直径稍小于锚杆杆体直径的钻孔中时，锚杆管壁与钻孔孔壁紧密接触，管缝锚杆在杆体全长内对孔壁产生径向压应力及轴向摩擦力，加上锚杆托板对围岩的承托力，使围岩处于三向受力状态，从而实现围岩的稳定。现有技术中常用的管缝锚杆在实际使用过程中主要存在以下两个缺点：（1）不具备让压能力，在面对地质条件较为复杂的工程施工时，围岩在复杂应力场的作用下容易发生较大的变形，传统的管缝锚杆在围岩发生向巷道的变形时，由于锚杆杆体无法承受较大的轴向变形，容易在杆体中部发生破断，造成支护失效；（2）锚固力较低，由于传统的管缝锚杆在尾端使用挡环对挡板进行锚固，所提供的锚固力不足，锚固效果一般，无法满足复杂应力场下巷道围岩的支护要求，无法适应复杂的围岩环境，制约着安全生产。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种可拉伸式管缝锚杆，用以解决传统的管缝锚杆在围岩发生较大变形的情况下应用时，容易发生轴向中断，且存在锚固力不足的技术问题。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：提供了一种可拉伸式管缝锚杆，包括锚杆杆体，锚杆杆体包括从前到后依次连接的前端杆体、后端杆体，前端杆体与后端杆体的结构相同，均为内部中空设置、且横截面呈c型的管状结构，前端杆体的侧壁上以及后端杆体的侧壁上均开设有管缝，后端杆体背离前端杆体的一端的端部设置有用于将锚杆杆体与围岩进行锚固的承托机构，前端杆体与后端杆体之间通过可拉伸型连接机构可拆卸连接；可拉伸型连接机构包括设置在锚杆杆体内部的连接杆，前端杆体的内壁上固定有第一固定块，后端杆体的内壁上固定有第二固定块，第一固定块与第二固定块上均开设有用于供连接杆通过的安装孔，连接杆的外壁与安装孔的内壁滑动连接，连接杆的一端贯穿安装孔并延伸至前端杆体内部，连接杆的另一端贯穿安装孔并延伸至后端杆体内部，位于前端杆体内部的连接杆的一端的端部固定连接有滑块，滑块滑动连接在前端杆体内部，连接杆的外壁上套设有弹簧，弹簧的一端与滑块靠近后端杆体的一侧相贴合，弹簧的另一端与第一固定块背离承托机构的一侧相贴合，位于后端杆体内部的连接杆的一端的外部螺纹连接有用于将连接杆与第二固定块锁紧固定的固定螺母。
5.优选地，承托机构包括固定在后端杆体尾部的连接头，连接头为内部中空设置的
圆管状结构，连接头的外部开设有外螺纹，连接头上套设有支撑托板，支撑托板的后侧设置有支撑台，支撑台的纵截面呈梯形，连接头背离后端杆体的一端依次贯穿支撑托板、支撑台并延伸至支撑台的后侧，连接头的外部螺纹连接有压紧螺母，压紧螺母的一侧与支撑台背离支撑托板的一侧相贴合。
6.优选地，支撑台与压紧螺母之间设置有防磨垫圈。
7.优选地，后端杆体的头部固定连接有与锚杆杆体内部相连通的杆头，杆头为圆锥台结构，杆头前侧的外径小于杆头后侧的外径。
8.优选地，弹簧的数量为一个，弹簧的一端与滑块靠近后端杆体的一侧相贴合，弹簧的另一端与第一固定块背离支撑托板的一侧相贴合。
9.优选地，弹簧的数量为多个，多个弹簧依次沿连接杆的长度方向相邻套设在连接杆外部，其中一个弹簧的端部与滑块靠近后端杆体的一侧相贴合，另外一个弹簧的端部与第一固定块背离支撑托板的一侧相贴合。
10.优选地，防磨垫圈的厚度为1-2mm，支撑托板的厚度为2-4mm。
11.优选地，两条管缝分别沿前端杆体的长度方向、后端杆体的长度方向延伸，两条管缝之间相互连通，管缝的宽度为7~13mm。
12.优选地，前端杆体的管壁厚度与后端杆体的管壁厚度均为2-4mm，前端杆体的材质为16mn钢材或20mnsi钢材，后端杆体的材质为16mn钢材或20mnsi钢材。
13.优选地，连接杆的外径为20mm或22mm。
14.本实用新型的有益效果：（1）结构设计合理，安装使用方便，制作成本低，通过设置前端杆体、后端杆体、连接杆、第一固定块、第二固定块、滑块和弹簧，锚杆杆体在被打入钻孔后，前端杆体的管壁以及后端杆体的管壁均与钻孔的孔壁发生挤压，当围岩发生向靠近巷道方向的收敛变形时，处于稳定围岩中的前端杆体与发生大变形围岩中的后端杆体之间产生相互分离的趋势，使得连接杆向靠近围岩变形的方向拉动滑块，滑块对弹簧进行压缩，弹簧在压缩过程中可吸收围岩的变形能，防止锚杆杆体因轴向变形被拉断，对围岩变形有一定的控制作用，提升锚杆杆体的让压能力；（2）通过设置连接头、支撑托板、支撑台和压紧螺母，通过压紧螺母将支撑托板与围岩之间进行锚固，能够提供较大的锚固力，大大提升了锚杆杆体对围岩的锚固效果，解决了传统管缝锚杆尾端使用挡环锚固引起的锚固力不足的问题。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为图1的俯视图。
17.附图标记：1—锚杆杆体、2—前端杆体、3—后端杆体、4—管缝、5—连接杆、6—第一固定块、7—第二固定块、8—安装孔、9—滑块、10—弹簧、11—固定螺母、12—杆头、13—支撑托板、14—支撑台、15—压紧螺母、16—防磨垫圈、17—连接头。
具体实施方式
18.在本说明书及实施例的叙述中，以朝向围岩的方向为前，背离围岩的方向为后。
19.如图1所示，本实用新型包括锚杆杆体1，锚杆杆体1包括从前到后依次连接的前端
杆体2、后端杆体3，前端杆体2与后端杆体3的结构相同，均为内部中空设置、且横截面呈c型的管状结构，前端杆体2的侧壁上以及后端杆体3的侧壁上均开设有管缝4，两条管缝4分别沿前端杆体2的长度方向、后端杆体3的长度方向延伸，两条管缝4之间相互连通，管缝4的宽度为7~13mm，前端杆体2与后端杆体3完整对接后，两条管缝4位于同一条直线上且相互连通。前端杆体2的管壁厚度与后端杆体3的管壁厚度均为2-4mm，前端杆体2的材质为16mn钢材或20mnsi钢材，后端杆体3的材质为16mn钢材或20mnsi钢材，强度高。后端杆体3背离前端杆体2的一端的端部设置有用于将锚杆杆体1与围岩进行锚固的承托机构，前端杆体2与后端杆体3之间通过可拉伸型连接机构可拆卸连接。可拉伸型连接机构包括设置在锚杆杆体1内部的连接杆5，连接杆5的外径为20mm或22mm，前端杆体2的内壁上固定有第一固定块6，后端杆体3的内壁上固定有第二固定块7，第一固定块6与第二固定块7上均开设有用于供连接杆5通过的安装孔8，连接杆5的外壁与安装孔8的内壁滑动连接，连接杆5的一端贯穿其中一个安装孔8并延伸至前端杆体2内部，连接杆5的另一端贯穿另一个安装孔8并延伸至后端杆体3内部，位于前端杆体2内部的连接杆5的一端的端部固定连接有滑块9，滑块9滑动连接在前端杆体2内部，连接杆5的外壁上套设有弹簧10，弹簧10的一端与滑块9靠近后端杆体3的一侧相贴合，弹簧10的另一端与第一固定块6背离承托机构的一侧相贴合，位于后端杆体3内部的连接杆5的一端的外部螺纹连接有用于将连接杆5与第二固定块7锁紧固定的固定螺母11。弹簧10的数量可以为一个，弹簧10的一端与滑块9靠近后端杆体3的一侧相贴合，弹簧10的另一端与第一固定块6背离支撑托板13的一侧相贴合。弹簧10的数量也可以为多个，多个弹簧10依次沿连接杆5的长度方向相邻套设在连接杆5的外部，其中一个弹簧10的端部与滑块9靠近后端杆体3的一侧相贴合，另外一个弹簧10的端部与第一固定块6背离支撑托板13的一侧相贴合。通过设置多个弹簧10，能够提升弹簧10吸收围岩的变形能的能力，进一步提升锚杆杆体1的让压能力。后端杆体3的头部固定连接有与锚杆杆体1内部相连通的杆头12，杆头12为圆锥台结构，杆头12前侧的外径小于杆头12后侧的外径，方便将锚杆杆体1打入钻孔内部。安装时，先将弹簧10从连接杆5上背离滑块9的一端套设在连接杆5外部，使弹簧10的一端与滑块9的一侧相贴合，然后将前端杆体2与后端杆体3对齐，使两条管缝4位于同一条直线上，将套设有弹簧10的连接杆5从前端杆体2前端的开口处插入前端杆体2与后端杆体3内部，使连接杆5背离滑块9的一端依次穿过开设在第一固定块6上的安装孔8、开设在第二固定块7上的安装孔8，最后利用固定螺母11将连接杆5与第二固定块7锁紧固定，完成可拉伸型连接机构与前端杆体2以及后端杆体3之间的连接，最后将杆头12焊接固定在前端杆体2的头部即可。
20.如图1和图2所示，承托机构包括固定在后端杆体3尾部的连接头17，连接头17为内部中空设置的圆管状结构，连接头17的外部开设有外螺纹，连接头17上套设有支撑托板13，支撑托板13的后侧设置有支撑台14，支撑台14的纵截面呈梯形，连接头17背离后端杆体3的一端依次贯穿支撑托板13、支撑台14并延伸至支撑台14的后侧，连接头17的外部螺纹连接有压紧螺母15，压紧螺母15的一侧与支撑台14背离支撑托板13的一侧相贴合。支撑台14与压紧螺母15之间设置有防磨垫圈16。防磨垫圈16的厚度为1-2mm，支撑托板13的厚度为2-4mm。防磨垫圈16不仅能够提升压紧螺母15与支撑台14之间连接的牢固性，还能够减小支撑台14与压紧螺母15接触面的磨损程度，延长压紧螺母15与支撑台14的使用寿命。
21.本实用新型的工作原理及使用过程：使用时，将锚杆杆体1打入钻孔内部，并通过
压紧螺母15将支撑托板13与围岩之间进行锚固，前端杆体2的管壁以及后端杆体3的管壁均与钻孔的孔壁发生挤压，当围岩发生向靠近巷道方向的收敛变形时，处于稳定围岩中的前端杆体2与发生大变形围岩中的后端杆体3之间产生相互分离的趋势，使得连接杆5向靠近围岩变形的方向拉动滑块9，滑块9对弹簧10进行压缩，弹簧10在压缩过程中可吸收围岩的变形能，防止锚杆杆体1因轴向变形被拉断，对围岩变形有一定的控制作用，提升锚杆杆体1的让压能力。
22.上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。