一种超级预应力支护锚索托盘工装的制作方法

1.本实用新型涉及巷道支护技术领域，尤其涉及一种超级预应力支护锚索托盘工装。


背景技术：

2.目前煤矿巷道支护使用的锚杆预应力为10kn~20kn，锚索的预应力为50kn~300kn，服务时长为2年左右。
3.随着采煤深度的逐年递增，深部巷道围岩稳定性表现出了与浅部围岩完全不同的差异，深部围岩表现出持续流动变形、极难支护的特征，传统的支护强度不能满足高应力条件下的巷道围岩稳定。而用于边坡大坝所使用的锚索的预应力900kn左右，服务时长能够达到100年~500年。如果能够将边坡大坝使用的锚索用于煤矿巷道支护，将会解决深部巷道围岩支护困难的问题。
4.但将边坡大坝使用的锚索用于深部巷道围岩支护会存在以下问题：
5.预应力在900kn的锚索托盘重量都较大，现有的锚索支护装置只能通过手动托举安装托盘，导致现有的巷道内的锚索支护装置并不适用于预应力在900kn以上的锚索支护。


技术实现要素：

6.为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本实用新型的目的是提供一种超级预应力支护锚索托盘工装。
7.本实用新型的技术方案是：一种超级预应力支护锚索托盘工装，包括底板、托盘夹具和第一升降杆；
8.所述底板上开有贯通底板上下表面的通孔，通孔直径大于锚索直径，底板上部固定连接第一升降杆，第一升降杆伸缩方向与通孔中轴线平行，所述第一升降杆上端固定连接托盘夹具；
9.所述托盘夹具与托盘下表面形状相匹配，托盘夹具中轴线与通孔中轴线重合；所述托盘夹具为环状，托盘夹具的内径与托盘下表面突出部相匹配。
10.进一步地，所述托盘夹具上表面设有橡胶垫。
11.进一步地，所述底板下表面设有第四升降杆，第四升降杆包括4个，4个第四升降杆分布在底板的四角处。
12.进一步地，所述第四升降杆的下端固定连接支撑盘，支撑盘下表面与第四升降杆长度方向垂直。
13.本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型利用第一升降杆伸缩抬升托盘夹具高度，从而依靠托盘夹具对托盘的固定，将托盘稳定托举到钻孔位置进行固定，无需手动托举托盘。
附图说明
14.图1为本实用新型的立体结构图；
15.图2为图1中a处的局部视图；
16.图3为本实用新型另一视角的立体结构图；
17.图4为图3中b处的局部视图；
18.图5为本实用新型另一视角的立体结构图；
19.图6为图5中c处的局部视图；
20.图7为本实用新型另一视角的立体结构图；
21.图8为图7中d处的局部视图；
22.图9为图7中e处的局部视图；
23.图10为本发明的电路连接框图。
具体实施方式
24.下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍：
25.实施实例1：
26.为了解决现有技术的靠人力将索锚托举到钻孔的问题，参考图1-10，一种超级预应力支护锚索托盘工装，包括底板1、托盘夹具2-1和第一升降杆2-2；所述底板1上开有贯通底板1上下表面的通孔1-1，通孔1-1直径大于锚索7直径，底板1上部固定连接第一升降杆2-2，第一升降杆2-2伸缩方向与通孔1-1中轴线平行，所述第一升降杆2-2上端固定连接托盘夹具2-1；所述托盘夹具2-1与托盘3下表面形状相匹配，托盘夹具2-1中轴线与通孔1-1中轴线重合；所述托盘夹具2-1为环状，托盘夹具2-1的内径与托盘3下表面突出部相匹配。
27.使用时，利用第一升降杆伸缩抬升托盘夹具高度，从而依靠托盘夹具对托盘的固定，将托盘稳定托举到钻孔位置进行固定，无需手动托举托盘。
28.进一步地，所述托盘夹具2-1上表面设有橡胶垫。
29.托盘夹具2-1上表面的橡胶垫一是起到增加托盘夹具2-1与托盘3间摩擦力的作用，二是在托盘3与钻孔处岩壁接触时，托盘夹具2-1不会与托盘3刚性接触导致托盘3损坏。
30.进一步地，所述底板1下表面设有第四升降杆6-1，第四升降杆6-1包括4个，4个第四升降杆6-1分布在底板1的四角处。
31.第四升降杆6-1可调节底板1高度，一是便于托盘夹具2-1降到适当高度以便安装，二是进一步提升装置的高度调节范围，以适应巷道的狭窄空间。
32.进一步地，所述第四升降杆6-1的下端固定连接支撑盘6-2，支撑盘6-2下表面与第四升降杆6-1长度方向垂直。
33.这里通过支撑盘6-2增加第四升降杆6-1与地面的接触面积，避免第四升降杆6-1下端陷入地面导致倾斜。
34.实施实例2：
35.为了解决现有技术的锚索支护装置工作效率较低的问题，参考图1-10，本实用新型采用了一种超级预应力支护装置，所述装置包括底板1、托盘夹具2-1、送锚机构4和张拉机构5；所述底板1上开有贯通底板1上下表面的通孔1-1，通孔1-1直径大于锚索7直径，底板1上部固定连接第一升降杆2-2，第一升降杆2-2伸缩方向与通孔1-1中轴线平行，所述第一
2-3或第二活动杆4-2-4的外侧面接触，控制臂4-2-8的第二支杆4-2-8-2位于夹持转轴4-7靠第二升降杆4-1的一侧；所述轻触开关4-2-9固定连接在支撑臂4-2-13上，设控制臂4-2-8驱动第一夹块4-2-5与第二夹块4-2-6接触时滑块4-2-2位于支撑臂4-2-13上的a点，轻触开关4-2-9位置位于支撑臂4-2-13上的a点，轻触开关4-2-9为常关式，轻触开关4-2-9与控制器10电连接。
43.使用时，通过步进电机4-2-11转动带动滑块4-2-2沿支持臂长度方向运动，滑块4-2-2沿支撑臂4-2-13长度方向运动带动控制臂4-2-8挤压呈交叉剪刀状的第一活动杆4-2-3和第二活动杆4-2-4夹角减小，而弹片4-2-10的弹力又使得第一活动杆4-2-3和第二活动杆4-2-4的夹角有增大的趋势，第一活动杆4-2-3与第二活动杆4-2-4又通过杠杆作用使第一夹块4-2-5和第二夹块4-2-6夹紧和松开。轻触开关4-2-9的作用是检测第一夹块4-2-5和第二夹块4-2-6是否夹紧。
44.进一步地，所述第二支杆4-2-8-2与第一活动杆4-2-3和第二活动杆4-2-4垂直。
45.使用时，第二支杆4-2-8-2与第一活动杆4-2-3和第二活动杆4-2-4垂直可使得第二支杆4-2-8-2在挤压第一活动杆4-2-3的过程中接触面积始终不变。
46.进一步地，所述第二支杆4-2-8-2上设有中轴线与第二支杆4-2-8-2中轴线重合的滚轮。
47.这里通过滚轮可降低第二支杆4-2-8-2与第一活动杆4-2-3和第二活动杆4-2-4间的摩擦力。
48.具体地，所述张拉机构5包括第三升降杆5-2和紧固盘5；所述第三升降杆5-2包括两个，第三升降杆5-2一端固定连接在底板1下表面，两个第三升降杆5-2位于通孔1-1两侧，第三升降杆5-2与通孔1-1中轴线平行，第三升降杆5-2下端与紧固盘5固定连接；紧固盘5中轴线与通孔1-1中轴线垂直。
49.这里通过紧固盘5咬紧锚索7，然后通过第三升降杆5-2伸长进行张拉。
50.具体地，所述紧固盘5包括盘体5-1和夹紧块5-3；所述盘体5-1直径大于两个第三升降杆5-2之间的距离，盘体5-1中心处开有贯通盘体5-1上下表面的穿孔5-1-2，穿孔5-1-2直径大于锚索7直径，穿孔5-1-2侧壁设有贯通盘体5-1上下表面的滑槽5-1-1，穿孔5-1-2处滑槽5-1-1的两侧壁与穿孔5-1-2中轴线平行，与穿孔5-1-2相对的滑槽5-1-1侧壁为斜面，斜面上边缘与盘体5-1中心的距离小于斜面下边缘与盘体5-1中心的距离；所述夹紧块5-3为梯形，夹紧块5-3厚度与滑槽5-1-1两侧壁间距相匹配，夹紧块5-3的其中一个腰与夹紧块5-3的底面垂直，夹紧块5-3的另一个腰与夹紧块5-3的底面的夹角同斜面与盘体5-1底面的夹角相同，夹紧块5-3高度大于盘体5-1高度，与底面垂直的夹紧块5-3的腰上开有与锚索7相匹配的弧面。
51.张拉时，由于锚索7与夹紧块5-3之间的摩擦力，在第三升降杆5-2的推动下盘体5-1会向下运动，夹紧块5-3会相对滑槽5-1-1沿滑槽5-1-1上部运动，由于夹紧块5-3与滑块4-2-2的形状设置，夹紧块5-3越向滑槽5-1-1上方运动，夹紧块5-3与底面垂直的腰会距离盘体5-1中心越近，因此就会将锚索7夹得越紧，具有自锁效果，因此张拉时不会出现锚索7打滑的问题。
52.在张拉完成以后，通过第三升降杆5-2的拉力拉动盘体5-1，又会使得夹紧块5-3从滑槽5-1-1滑出。
53.为了使张拉完成以后更容易将紧固盘5与锚索7分离，在本实施例中进一步地，所述滑槽5-1-1安装有压板5-4，压板5-4与夹紧块5-3靠近滑槽5-1-1侧壁的一面平行，紧固盘5上的每个滑槽5-1-1与紧固盘5侧表面间开有第二螺孔5-1-3，第二螺孔5-1-3与穿孔5-1-2中轴线垂直，第二螺孔5-1-3内螺纹连接紧固螺栓5-5，紧固螺栓5-5一端与压板5-4转动连接。
54.使用时，可通过旋松紧固螺栓使夹紧板与锚索7间的夹紧力减小，使得夹紧块5-3便于拆卸出来。
55.一种权所述的超级预应力支护装置的支护方法，所述方法包括以下步骤：
56.s01、将两个第二升降杆4-1的初始位置设置为一个处于最大的伸长状态，一个处于最大的收缩状态；
57.s02、将锚索7从通孔1-1穿入，然后穿过2个锚索抓手4-2的中轴线；
58.s03、先手动将锚索7送入钻孔直到无法再推进；
59.s04、控制器10控制处于最大的收缩状态的第二升降杆4-1上的锚索抓手4-2抓紧锚索7；控制处于最大的伸长状态的第二升降杆4-1上的锚索抓手4-2张开角度最大，设第一状态为第二升降杆4-1处于最大的伸长状态且锚索抓手4-2张开角度最大，第二状态为第二升降杆4-1处于最大的收缩状态且锚索抓手4-2夹合角度最小；
60.s05、控制器10控制处于第二状态的第二升降杆4-1伸长直到对应的位置反馈传感器8检测到第二升降杆4-1伸长长度处于最大值，控制处于第一状态的第二升降杆4-1收缩对应的位置反馈传感器8检测到第二升降杆4-1伸长长度处于最小值，将两根第二升降杆4-1状态互换，跳转到步骤s05直到索锚被送到指定位置或者收到外界终止命令；
61.其中，判断第二升降杆4-1的状态的方法为，如果第二升降杆4-1对应的位置反馈传感器8检测到第二升降杆4-1伸长长度处于最大值，且对应的轻触开关4-2-9状态为关，则第二升降杆4-1的状态为第一状态，如果第二升降杆4-1对应的位置反馈传感器8检测到第二升降杆4-1伸长长度处于最小值，且对应的轻触开关4-2-9状态为开，则第二升降杆4-1的状态为第二状态。
62.这里通过位置反馈传感器8可检测两根第二升降杆4-1的伸长状态，通过轻触开关4-2-9可检测锚索抓手4-2抓紧锚索7的状态，并设第一状态为第二升降杆4-1处于最大的伸长状态且锚索抓手4-2张开角度最大，第二状态为第二升降杆4-1处于最大的收缩状态且锚索抓手4-2夹合角度最小，通过使两对第二升降杆4-1和锚索抓手4-2在第一状态和第二状态之间切换，使得锚索7被送入钻孔的过程不中断，效率得到了保证。
63.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。