一种恒阻伸长式矿用锚索的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下支护技术领域，特别是涉及一种恒阻伸长式矿用锚索。


背景技术：

2.锚索作为井巷工程中常用的支护材料，可以有效调控围岩自身的承载能力。但在有冲击倾向高应力软岩以及膨胀软岩等可能发生围岩大变形破坏的巷道中，传统的锚索由于自身延伸率低的限制无法满足围岩的大变形要求，从而导致锚索的破断失效，失去支护意义，造成重大损失。
3.因此，需要一种适用于软岩大变形巷道和具有冲击倾向高应力巷道的恒阻伸长式矿用锚索，使其具有保持高恒阻力条件下延伸变形的特性，解决现有普通锚索因延伸率不足导致支护失效的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供了一种恒阻伸长式矿用锚索，解决现有普通锚索因延伸率不足导致支护失效的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种恒阻伸长式矿用锚索，包括设置在钢绞线外的恒阻变形层以及设置在所述恒阻变形层一端与所述钢绞线接触的锚环、设置在所述恒阻变形层外部预定位置用于对所述恒阻变形层施压的托盘，其中，所述托盘用于承受外力。
6.其中，还包括设置在所述恒阻变形层外侧的套筒，所述套筒用于固定锚环、所述钢绞线和所述恒阻变形层，所述托盘设置在所述套筒外部。
7.其中，还包括设置在所述托盘背离所述锚环一侧与所述托盘接触且设置在所述套筒外壁的挡套。
8.其中，还包括设置在所述挡套背离所述锚环一侧的所述钢绞线与所述恒阻变形层之间的夹片。
9.其中，所述恒阻变形层为阻燃高分子恒阻变形层。
10.其中，所述锚环与所述托盘之间包括多个恒阻变形组件，所述恒阻变形组件包括预定长度的恒阻变形层以及对应设置在所述恒阻变形层外侧的所述套筒。
11.其中，所述锚环、所述套筒、所述恒阻变形层和所述托盘为一体式防冲恒阻装置。
12.其中，还包括设置在所述套筒外壁的刻度线。
13.其中，还包括设置在所述套筒外壁的温度传感器。
14.本实用新型实施例所提供的恒阻伸长式矿用锚索，与现有技术相比，具有以下优点：
15.所述恒阻伸长式矿用锚索，通过在钢绞线外设置恒阻变形层，一端通过锚环固定，另一端设置托盘用于承受外力，在巷道围岩发生冲击地压时，托盘相对于钢绞线产生轴向位移，使得恒阻变形层发生形变，将冲击地压产生的机械能转化为内能，即通过恒阻变形层
的可控形变，释放围岩集聚的高应力，使围岩达到新的稳定状态，支护体仍可实现对围岩的控制，从而抑制冲击地压的破坏强，保持高恒阻力条件下延伸变形的特性，解决了现有普通锚索因延伸率不足导致支护失效的问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的恒阻伸长式矿用锚索的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的恒阻伸长式矿用锚索的一个实施例的结构示意图。
20.在一种具体实施方式中，所述恒阻伸长式矿用锚索，包括设置在钢绞线7外的恒阻变形层3以及设置在所述恒阻变形层3一端与所述钢绞线7接触的锚环1、设置在所述恒阻变形层3外部预定位置用于对所述恒阻变形层3施压的托盘4，其中，所述托盘4用于承受外力。
21.通过在钢绞线7外设置恒阻变形层3，一端通过锚环1固定，另一端设置托盘4用于承受外力，在巷道围岩发生冲击地压时，托盘4相对于钢绞线7产生轴向位移，使得恒阻变形层3发生形变，将冲击地压产生的机械能转化为内能，即通过恒阻变形层3的可控形变，释放围岩集聚的高应力，使围岩达到新的稳定状态，支护体仍可实现对围岩的控制，从而抑制冲击地压的破坏强，保持高恒阻力条件下延伸变形的特性，解决了现有普通锚索因延伸率不足导致支护失效的问题。
22.更进一步，由于恒阻变形层3受到外部压力后会发生形变，而有可能会出现形变集中的情况，这时候可能出现局部形变较大，而其他区域形变较小，甚至不发生形变的情况，为了解决这一技术问题，在一个实施例中，所述恒阻伸长式矿用锚索还包括设置在所述恒阻变形层3外侧的套筒2，所述套筒2用于固定锚环1、所述钢绞线7和所述恒阻变形层3，所述托盘4设置在所述套筒2外部。
23.通过套筒2的设置，使得可以实现对于恒阻变形层3的形变控制，使得可以实现整体尽可能均匀发生形变，增加形变的传导，提高形变效能，使得机械能转换的内能尽可能均匀传输，提高设备的使用可靠性。
24.在本技术中主要是通过托盘4进行受力，锚环1、套筒2、恒阻变形层3和托盘4构成了防冲恒阻装置，而由于托盘4的尺寸较大，在发生受力的时候，容易发身受力不均匀的情况，即单侧受力较大，而另一侧受力较小，容易发生相对于钢绞线7的倾斜甚至发生损坏，使
得整个设备的使用安全性、可靠性下降，为了解决这一技术问题，在一个实施例中，所述恒阻伸长式矿用锚索还包括设置在所述托盘4背离所述锚环1一侧与所述托盘4接触且设置在所述套筒2外壁的挡套5。
25.通过设置挡套5，使得托盘4只会受到沿着钢绞线7受力，不会发生倾转，提高了设备的安全性和使用可靠性。
26.为了进一步使得恒阻变形层3直接受力，在一个实施例中，所述恒阻伸长式矿用锚索还包括设置在所述挡套5背离所述锚环1一侧的所述钢绞线7与所述恒阻变形层3之间的夹片6。
27.通过夹片6的设置，使得恒阻变形层3在发生形变后，在夹片6和套筒2之间的空间中移动而发生形变，即使得恒阻变形层3向指定方向发生，同时防冲恒阻装置通过与夹片6的摩擦，将冲击地压产生的机械能转化为内能。即通过防冲恒阻装置的可控形变，释放围岩集聚的高应力，使围岩达到新的稳定状态，支护体仍可实现对围岩的控制，从而抑制冲击地压的破坏强度
28.本技术中对于恒阻变形层3的具体材质以及尺寸不做限定，一般所述恒阻变形层3为阻燃高分子恒阻变形层3。
29.在本技术中由于需要的恒阻伸长式矿用锚索不定，因而需要根据特定的环境选择合适长度的锚索，而如果恒阻伸长式矿用锚索的长度超出实际需要，会增加制作成本以及使用成本。
30.因为为了解决该技术问题咋，一个实施例中，所述锚环1与所述托盘4之间包括多个恒阻变形组件，所述恒阻变形组件包括预定长度的恒阻变形层3以及对应设置在所述恒阻变形层3外侧的所述套筒2。
31.通过模块化的设计，恒阻变形组件包括预定长度的恒阻变形层3以及对应设置在所述恒阻变形层3外侧的所述套筒2，可以根据需要选择合适数量的恒阻变形组件，通过组装实现预期的效果。
32.更进一步，所述锚环、所述套筒2、所述恒阻变形层3和所述托盘4为一体式防冲恒阻装置。
33.通过将其设计为独立整体，使得方便进行安装，提高安装效率、
34.更进一步，为了提高安装效率，在一个实施例中，所述恒阻伸长式矿用锚索还包括设置在所述套筒2外壁的刻度线。
35.通过刻度线的设置，使得可以实现预定长度的快速组装，提高安装效率，而且通过刻度线，也能够获知当前的承受压力的状态，从而据此选择是否对于支护等进行维护操作，提高安全性。
36.由于在本技术中，通过恒阻变形层3将机械能转换为内能，而在此过程中必然存在温度的升高，如果温度过高，可能会导致设备提前失效或者使用寿命下降。
37.因此，在一个实施例中，所述恒阻伸长式矿用锚索还包括设置在所述套筒2外壁的温度传感器。
38.通过温度传感器，实时监控工作温度，温度过高可能够会存在设备失效甚至发生事故，从而实现提前维护，提高维护效率。
39.本技术的技术方案与现有技术下个比较具有以下优点：
40.本技术的一个实施例中，所述恒阻伸长式矿用锚索包括锚环1、套筒2、恒阻变形层3、托盘4、挡套5、夹片6和钢绞线7。其中锚环1、套筒2、恒阻变形层3和挡套5构成了防冲恒阻装置。
41.钢绞线7在施加预紧力后，通过夹片6与防冲恒阻装置形成固体柱塞结构。
42.当防冲恒阻装置所受外部轴向拉力小于夹片6与恒阻变形层3之间的摩擦阻力时，恒阻变形层3不会产生形变，支护状态与普通锚索相同。
43.当防冲恒阻装置所受外部轴向拉力大于夹片6与恒阻变形层3之间的摩擦阻力时，恒阻变形层3受到夹片6挤压摩擦，内部产生形变，夹片6夹住钢绞线7，与防冲恒阻装置发生相对位移(即产生恒阻变形，巷道围岩产生位移，围岩应力得到释放)。当钢绞线7与防冲恒阻装置的相对位移到达一定量时，巷道围岩应力得到释放，巷道围岩重新达到力学平衡状态，恒阻变形层3停止形变，支护状态再次与普通锚索相同。
44.当夹片6运动至锚环1位置时，两者抱死卡住，恒阻伸长量达到最大值，防冲恒阻装置失效，支护状态与普通锚索相同。
45.具有保持高恒阻力条件下延伸变形的特性，解决了现有普通锚索因延伸率不足导致支护失效的问题。具备优越的抗冲击性能。当巷道围岩发生冲击地压时，防冲恒阻装置相对于钢绞线7产生轴向位移，防冲恒阻装置通过与夹片6的摩擦，将冲击地压产生的机械能转化为内能。即通过防冲恒阻装置的可控形变，释放围岩集聚的高应力，使围岩达到新的稳定状态，支护体仍可实现对围岩的控制，从而抑制冲击地压的破坏强度；
46.恒阻变形材料采用具有阻燃特性的高分子材料，在与夹片6摩擦过程中不会产生电火花，安全可靠，在高瓦斯矿井同样适用；
47.恒阻变形材料性质稳定，不会受到煤矿井下高温高湿环境、腐蚀性液体的影响。恒阻变形材料无毒无腐蚀性，不会对井下施工人员造成伤害；
48.恒阻变形材料是由不同高分子材料配比而成，因此可以通过调整配方比例，来改变恒阻变形材料的阻尼性能，使本发明具备恒阻力灵活调节的特性，可适配不同地质条件的巷道，应用范围广；
49.结构简单、质量可靠、安装操作快捷高效，很好的适应了煤矿井下恶劣的施工环境。
50.本技术中的恒阻变形材料可根据井下巷道不同的地质条件调整配方比例，来改变恒阻变形材料的阻尼性能，实现防冲恒阻装置恒阻力灵活调整可根据井下实际情况调整防冲恒阻装置的长度，以适应不同工况。
51.综上所述，本技术实施例提供的所述恒阻伸长式矿用锚索，通过在钢绞线外设置恒阻变形层，一端通过锚环固定，另一端设置托盘用于承受外力，在巷道围岩发生冲击地压时，托盘相对于钢绞线产生轴向位移，使得恒阻变形层发生形变，将冲击地压产生的机械能转化为内能，即通过恒阻变形层的可控形变，释放围岩集聚的高应力，使围岩达到新的稳定状态，支护体仍可实现对围岩的控制，从而抑制冲击地压的破坏强，保持高恒阻力条件下延伸变形的特性，解决了现有普通锚索因延伸率不足导致支护失效的问题。
52.以上对本实用新型所提供的恒阻伸长式矿用锚索进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不
脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。