一种锚杆支护的孔口预紧装置的制作方法

本发明涉及锚杆支护，具体而言，涉及一种锚杆支护的孔口预紧装置。

背景技术：

1、锚杆支护是煤矿巷道最常见的支护形式，也常用于边坡、隧道、坝体的加固。锚杆的杆体是一段钢筋，在使用时把钢筋送入煤岩体钻孔内，一端通过锚固剂使之与煤岩体胶结在一起形成锚固端；另一端露出钻孔，通过拧紧锁紧螺母对钢筋杆体施加预紧力。这样，锚固端与锁紧螺母之间的煤岩体得到加固，煤岩体自身稳定性得到加强。

2、受采掘活动影响，煤矿巷道围岩出现应力集中，造成巷道围岩变形破坏。锚杆钻孔施工打破了钻孔周围岩体的应力平衡状态，易出现钻孔塌孔、错动等现象，尤其是钻孔口处由于自由面多、扰动次数多，煤岩体更容易破碎。钻孔直径通常大于锚杆本体，钻孔内壁也会发生变形。破碎的煤岩体不能有效传递锚杆的预紧力，会影响锚杆的支护效果。

3、煤岩体受采动影响以后会出现大变形现象，受煤岩层复杂结构、地应力、采动应力叠加影响，锚杆本体在钻孔口有可能会受到剪切应力，导致锚杆被剪断。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种锚杆支护的孔口预紧装置，旨在改善锚杆钻孔施工打破了钻孔周围岩体的应力平衡状态，易出现钻孔塌孔、错动等现象，尤其是钻孔口处由于自由面多、扰动次数多，煤岩体更容易破碎，钻孔直径通常大于锚杆本体，钻孔内壁也会发生变形，破碎的煤岩体不能有效传递锚杆的预紧力，会影响锚杆的支护效果，煤岩体受采动影响以后会出现大变形现象，受煤岩层复杂结构、地应力、采动应力叠加影响，锚杆本体在钻孔口有可能会受到剪切应力，导致锚杆被剪断的问题。

2、本发明实施例提供了一种锚杆支护的孔口预紧装置，包括煤岩体，所述煤岩体内开设有钻孔，所述钻孔一端设有钻孔口，所述钻孔内安装有锚杆本体，所述锚杆本体一端设有锚固端，所述锚固端处于所述钻孔内一端，所述锚杆本体另一端设有孔口预紧结构，所述孔口预紧结构处于所述钻孔口处，所述孔口预紧结构内设有孔口预紧装置内孔，所述锚杆本体的外露端安装有锚杆托盘。

3、在上述实现过程中，在锚杆安装锚杆托盘和锁紧螺母前，先将该装置套在锚杆本体上，并塞入钻孔中一部分，之后安装锚杆托盘和锁紧螺母并拧紧锁紧螺母，随着锁紧螺母的不断拧紧，孔口预紧结构不断进入钻孔，由于孔口预紧结构为楔形且最大直径比钻孔直径大，在进入钻孔过程中会不断挤紧钻孔周围煤岩体，在锚杆托盘和孔口预紧结构的共同作用下，孔口煤岩体边界受限，传递锁紧螺母预紧力的能力得到加强，孔口预紧结构的弧形球面与锚杆托盘配合，预防锚杆托盘和孔口煤岩体切割锚杆本体。

4、在一种具体的实施方案中，所述孔口预紧结构为中空楔形孔口预紧结构，所述孔口预紧结构设在背离所述锚固端一端。

5、在上述实现过程中，通过中空楔形孔口预紧结构的设置，便于破碎的煤岩体锚杆本体进行支护。

6、在一种具体的实施方案中，所述孔口预紧装置内孔的直径比所述锚杆本体的直径大4mm，所述孔口预紧装置内孔的最大直径处为球面，所述孔口预紧装置内孔的最小外径比所述钻孔的直径小4mm，所述孔口预紧装置内孔的最大外径比所述钻孔的直径大4mm。

7、在上述实现过程中，便于孔口预紧机构与锚杆本体连接，且便于孔口预紧机构与钻孔连接，便于对钻孔口处进行预紧使用。

8、在一种具体的实施方案中，所述锚固端与所述钻孔的一端通过孔底胶结为一体。

9、在上述实现过程中，通过锚固端与钻孔的一端通过孔底胶结为一体，可将锚杆固定在钻孔内。

10、在一种具体的实施方案中，所述锚杆托盘一端螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母一端设有橡胶垫，所述锚杆托盘与所述钻孔口紧贴连接，所述锚杆托盘在下端设有圆弧部。

11、在上述实现过程中，通过锚杆托盘与钻孔口紧贴连接，可将锚杆本体进行连接固定，在锚杆托盘和孔口预紧结构的共同作用下，孔口煤岩体边界受限，传递锁紧螺母预紧力的能力得到加强，通过橡胶垫的设置，可加固锁紧螺栓与锚杆连接，增加锁紧螺栓的连接效果。

12、在一种具体的实施方案中，所述锚杆托盘设有圆弧槽，所述孔口预紧结构一端卡合在所述圆弧槽内。

13、在上述实现过程中，通过圆弧槽的设置，便于孔口预紧结构一端与锚杆托盘卡合连接，便于锚杆托盘与锚杆本体紧固连接。

14、一种锚杆支护的孔口预紧装置的使用方法，包括以下步骤：

15、s1：钻孔：在煤岩体中进行施工钻孔；

16、s2：放置锚杆本体：在钻孔中安装锚杆本体，锚固端安装在锚杆本体一端，把锚杆本体放置钻孔内；

17、s3：预紧使用：把锚杆本体套入孔口预紧装置内孔内，并使孔口预紧结构进入钻孔中，向孔口预紧装置内孔中注锚固剂，待锚固剂凝固后，在锚杆本体外露端上安装锚杆托盘，接着锚杆本体螺纹连接锁紧螺母，拧紧锁紧螺母，使孔口预紧结构完全进入钻孔，并达到设计的预紧力。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果：在锚杆安装锚杆托盘和锁紧螺母前，先将该孔口预紧结构套在锚杆本体上，并塞入钻孔中一部分，之后安装锚杆托盘和锁紧螺母并拧紧锁紧螺母，随着锁紧螺母的不断拧紧，孔口预紧机构不断进入钻孔，由于孔口预紧结构为楔形且最大直径比钻孔直径大，在进入钻孔过程中会不断挤紧钻孔周围煤岩体，在锚杆托盘和孔口预紧结构的共同作用下，孔口煤岩体边界受限，传递锁紧螺母预紧力的能力得到加强，孔口预紧结构的弧形球面与锚杆托盘配合，预防锚杆托盘和孔口煤岩体切割锚杆本体。

技术特征：

1.一种锚杆支护的孔口预紧装置，包括煤岩体(10)，其特征在于，所述煤岩体(10)内开设有钻孔(110)，所述钻孔(110)一端设有钻孔口(120)，所述钻孔(110)内安装有锚杆本体(20)，所述锚杆本体(20)一端设有锚固端(210)，所述锚固端(210)处于所述钻孔(110)内一端，所述锚杆本体(20)另一端设有孔口预紧结构(220)，所述孔口预紧结构(220)处于所述钻孔口(120)处，所述孔口预紧结构(220)内设有孔口预紧装置内孔(230)，所述锚杆本体(20)的外露端安装有锚杆托盘(30)。

2.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述孔口预紧结构(220)为中空楔形孔口预紧结构，所述孔口预紧结构(220)设在背离所述锚固端(210)一端。

3.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述孔口预紧装置内孔(230)的直径比所述锚杆本体(20)的直径大4mm，所述孔口预紧装置内孔(230)的最大直径处为球面。

4.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述孔口预紧装置内孔(230)的最小外径比所述钻孔(110)的直径小4mm，所述孔口预紧装置内孔(230)的最大外径比所述钻孔(110)的直径大4mm。

5.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述锚固端(210)与所述钻孔(110)的一端通过孔底胶结为一体。

6.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述锚杆托盘(30)一端螺纹连接有锁紧螺母(310)，所述锁紧螺母(310)一端设有橡胶垫(320)。

7.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述锚杆托盘(30)与所述钻孔口(120)紧贴连接，所述锚杆托盘(30)在下端设有圆弧部(330)。

8.根据权利要求1所述的一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，所述锚杆托盘(30)设有圆弧槽(340)，所述孔口预紧结构(220)一端卡合在所述圆弧槽(340)内。

9.一种锚杆支护的孔口预紧装置，其特征在于，包括以下方法步骤：

技术总结
本发明提供了一种锚杆支护的孔口预紧装置，包括煤岩体，所述煤岩体内开设有钻孔，所述钻孔一端设有钻孔口，所述钻孔内安装有锚杆本体，所述锚杆本体一端设有锚固端，所述锚固端处于所述钻孔内一端，所述锚杆本体另一端设有孔口预紧结构，所述孔口预紧结构处于所述钻孔口处，所述孔口预紧结构内设有孔口预紧装置内孔，所述锚杆本体的外露端安装有锚杆托盘，由于孔口预紧结构为楔形且最大直径比钻孔直径大，在进入钻孔过程中会不断挤紧钻孔周围煤岩体，在锚杆托盘和孔口预紧结构的共同作用下，孔口煤岩体边界受限，传递锁紧螺母预紧力的能力得到加强，孔口预紧结构的弧形球面与锚杆托盘配合，预防锚杆托盘和孔口煤岩体切割锚杆本体。

技术研发人员：王玉,张家委,张源,胡磊,郭贺虎,王丹,殷磊,周嘉乐,覃述兵
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14