双楔子岩石锚杆的制作方法

本公开涉及用于加固诸如岩层的地层的锚杆，并且具体地是涉及用于促进这种锚杆的更容易安装和预张紧的技术。

背景技术：

1、地层，诸如岩石结构或岩层，通常使用岩石锚杆进行加固。例如，岩石锚杆通常用于加固隧道坑顶以及用于稳定岩石壁、斜坡和岩脉。根据例如要加固的地层的类型，使用各种类型的岩石锚杆或锚栓。

2、一种常见类型的岩石锚杆是可液压扩张的岩石锚杆，其提供有可扩张主体，该可扩张主体将被打到地层中，然后通过引入加压压力介质而扩张，使得可扩张主体压靠钻孔的孔壁，从而接合地层。可液压扩张的岩石锚杆从cz 25706u1已知。

3、另一种类型的岩石锚杆是摩擦锚杆。这种岩石锚杆可以通过驱动装置(诸如，台车)打到地层中。摩擦锚杆的衍生品是可机械扩张锚杆，其包括伸长的可扩张外部主体(有时称为对开管)和中心杆，该中心杆在外部主体内部从提供有螺母的尾部部分延伸到可操作地连接到扩张机构的引导部分，以用于在中心杆旋转时使外部主体扩张。

4、在将可机械扩张的岩石锚杆安装在地层中时，操作驱动装置，以重复地冲击岩石锚杆的外部主体，从而迫使外部主体进入地层中。当锚杆被充分地打到地层中时，锚杆通过扩张机构的操作而扩张，从而引起外部主体的扩张。

5、au2010223134b2公开了一种可机械扩张的摩擦锚杆。

6、ep3635220 a1和wo201513743公开了现有技术的可机械扩张的岩石锚杆。

7、有时，尽管扩张机构的最大扩张，但是锚杆仍没有正确地锚固到地层。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是通过实现岩石锚杆的更大扩张范围来减轻上述问题。

2、根据本发明的第一方面，这些目的和其它目的通过所附独立权利要求1中限定的岩石锚杆以及从属权利要求中限定的替代性实施例来实现。

3、所述岩石锚杆包括中心杆、沿所述中心杆的长度的至少一部分围绕所述中心杆设置的管状外部主体、以及用于使所述管状外部主体管径向扩张的扩张机构。

4、扩张机构包括附接到中心杆的第一楔子装置，和第二楔子装置，该第二楔子装置在第一楔子装置和外部主体的尾部部分之间附接到外部主体。

5、第一楔子装置和第二楔子装置被构造成使得在第一楔子装置在第一方向上朝向岩石锚杆的尾部部分移动时，第一楔子装置能够围绕岩石锚杆的纵向轴线径向向外推动第二楔子装置，从而使外部主体径向扩张。

6、第一楔子装置包括附接到中心杆的驱动楔子和中间楔子，该中间楔子围绕驱动楔子的至少一部分设置在驱动楔子和第二楔子装置之间，其中该驱动楔子和该中间楔子被构造成使得在该驱动楔子在第一方向上朝向岩石锚杆的尾部部分移动时，该驱动楔子能够径向扩张中间楔子，其中第一楔子装置因此能够利用已径向扩张的中间楔子推动第二楔子装置径向向外。

7、驱动楔子可以提供有第一楔子表面和第二楔子表面，该第二楔子表面用于与该驱动楔子的第一楔子表面对接。

8、根据替代性方案a)，第一楔子表面可以是平面的，并且第二楔子表面可以是平面的。另选地是，根据替代性方案b)，第一楔子表面可以具有沿着每个相应的第一楔子表面的长度恒定的第一横截面形状s，其中第二楔子表面具有沿着每个相应的第二楔子表面的长度恒定的恒定的第二横截面形状s，并且其中第一横截面形状与第二横截面形状配合。

9、当驱动楔子进一步移动到中间楔子中时，驱动楔子和中间楔子的对接的楔子表面使得驱动楔子和中间楔子之间的伸长的接触表面能够推动中间楔子扩张。随着中间楔子的柄部弯曲并且/或者变形，主楔子和中间楔子的接触的区域移动。如果已经使用锥形驱动楔子表面，则当驱动楔子形移动到中间楔子形中时将产生点压力。

10、如果岩石锚杆是根据替代性方案b的岩石锚杆，则第一楔子表面和第二楔子表面可以全部具有垂直于岩石锚杆的纵向轴线的恒定的横截面形状，即，在由垂直于岩石锚杆的纵向轴线的平面限定的横截面中看到的横截面形状。

11、中间楔子可以提供有一个或多个外部楔子表面，该一个或多个外部楔子表面包括锥形引入部分和沿着岩石锚杆的纵向轴线延伸的后部部分。

12、当第一楔子装置在驱动楔子的驱动方向上移动时，锥形前部部分使得中间楔子能够与第二楔子装置正确对准。

13、后部部分可以成形为使得当中间楔子完全扩张时，该后部部分与引入部分对准。

14、当第一楔子装置在第一方向上移动时，对准使得该外部主体能够基本上线性地扩张。

15、中间楔子可以设置有沿着中间楔子的大部分长度渐缩的一个或多个外部楔子表面。

16、驱动楔子可以包括至少一个肩部，用于向中间楔子施加驱动力，以在第一方向上推动中间楔子。

17、在推动驱动楔子进入中间楔子时，中间楔子由附接到外部管的第二楔子装置从一侧支撑，并且由驱动楔子的楔子表面从该中间楔子的另一侧推动。在中间楔子扩张时，其最终邻接驱动楔子的肩部，使得附加驱动力可以在肩部和中间楔子之间的交界面处传递，而不引起中间楔子的进一步扩张。这使得能够改进对中间楔子的扩张量的控制，并且使得能够向中间楔子施加增加的力。

18、肩部可以被构造成使得中间楔子能够相对于驱动楔子从未扩张位置移动到扩张位置，并且被构造用以提供止动表面，该止动表面防止该中间楔子在驱动楔子上进一步移动超过扩张位置。

19、因此，当中间楔子已经到达其扩张位置时，肩部首先接合中间楔子，从而使得驱动楔子的驱动力能够主要扩张该中间楔子，直到该中间楔子完全扩张到规格为止。如果在驱动楔子上没有提供这样的肩部，则该中间楔子的进一步扩张将是可能的，从而使得第二楔子装置能够进一步扩张。

20、中间楔子可以制成一体。

21、中间楔子的一体式设计能够更容易地组装岩石锚杆。

22、中间楔子可以包括围绕岩石锚杆的纵向轴线分布的多个楔子部分。

23、中间楔子的多件式设计能够实现更大的制造公差，并且能够将楔子部分用于具有不同尺寸的中心杆的不同尺寸的岩石锚杆。

24、中间楔子可以包括弹性保持装置，该弹性保持装置构造用以使楔子部分相对于岩石锚杆的纵向轴线纵向对准，并且构造用以允许该楔子部分径向扩张。

25、保持装置保持中间楔子部分组合在一起，因此能够更容易地组装岩石锚杆。

26、保持装置可以包括一个或多个弹性周向带，所述一个或多个弹性周向带围绕岩石锚杆的纵向轴线延伸并且分别接合楔子部分的对应凹部，所述弹性带例如是o形环。

27、弹性带提供了保持中间楔子部分组合在一起的简单且坚固耐用的装置，并且如果在岩石锚杆的组装或操纵期间受到损坏，则该弹性带是可拆卸且可更换的。

28、中间楔子可以在其后部部分提供有肩部，用于通过第二楔子装置的接合来限制该中间楔子沿着岩石锚杆的纵向轴线的轴向移动。

29、中间楔子和驱动楔子被构造成使得中间楔子的至少一部分在被驱动楔子扩张时邻接外部主体，从而在中间楔子进一步扩张时径向扩张外部主体。