一种软岩巷道支护用新型锚杆

本发明涉及开采设备，更具体地说，尤其涉及一种软岩巷道支护用新型锚杆。

背景技术：

1、随着我国煤层开采深度的逐渐增加，冲击地压事件不断增多。锚杆支护作为作为一种柔性支护方式在避免冲击地压事件发生的工作中占据重要地位，锚杆类型在不断更新换代的过程中，近年来具有负泊松比效应的锚杆成为研究热点之一。

2、但是，现有的煤矿巷道支护锚杆鲜有用到负泊松比结构，使得锚杆吸能结构增阻吸能支护能力不足，且锚杆的受拉和受压常常不能兼顾，进而降低了锚杆的使用效果。

技术实现思路

1、本发明提供了一种软岩巷道支护用新型锚杆，以解决现有技术中的煤矿巷道支护锚杆吸能结构增阻吸能支护能力不足的问题，且锚杆的受拉和受压不能兼顾，进而降低了锚杆使用效果的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种软岩巷道支护用新型锚杆，包括第一杆体9和第二杆体10，第一杆体9和第二杆体10间设置有受压预警组件，第二杆体10和吸能盒16间设置有受拉预警组件，受压预警组件包括第一吸能器5和预警器6，预警器6设置在第一吸能器5内，受拉预警组件包括吸能盒16内通过两根线管对称设置的三组预警盒7，第二杆体10上螺接有第二吸能器18，第二吸能器18两端均设置有与第二杆体10螺接的刚性板17，远离第一杆体9一端的刚性板17一侧设置有分级吸能组件。

4、优选地，所述分级吸能组件包括螺接在所述第二杆体上的七个碟形受拉盘，每个所述碟形受拉盘间均通过可压缩式管套连接，所述受拉盘外径小于所述吸能盒内径。

5、优选地，所述第二吸能器远离所述第一杆体一端设置的刚性板外侧设置有一组预警器，所述预警器与三组所述预警盒均位于同一平面内。

6、优选地，所述吸能盒内设置有两个杆端挡圈，所述杆端挡圈均设置在所述第二杆体一端。

7、优选地，所述第一杆体自由端设置有螺接的螺钉，所述螺钉上螺接有螺母，所述螺钉和所述螺母一侧设置有托盘和垫板，所述托盘呈半球壳形且盖设在所述垫板一端，所述吸能盒外侧设置有注浆套筒，所述注浆套筒一端与所述垫板一侧接触，所述第一杆体一端与所述吸能盒内壁间设置有一对刚性块。

8、优选地，所述第二杆体锚固端设置有固定组件，所述固定组件包括所述第二杆体一端螺接的固定套，所述固定套上均匀设置有多个转动连接的箭状抗拔回拉钩，所述第二杆体一端设置有同轴连接的钻头。

9、本技术方案的原理及有益效果：

10、(1)本发明中设置的受压预警组件和受拉预警组件可使装置同时兼顾锚杆的受压和受拉预警要求，且受压预警组件和受拉预警组件中的第一吸能器和第二吸能器通过利用负泊松比结构材料压缩-收缩胀的变形特征，运用重入型单体结构组成大的单体正弦曲边负泊松比结构，此结构作为吸能锚杆的吸能结构使锚杆摆脱以往靠摩擦吸能的束缚，以新型结构的大变形可以在瞬间获取极大的能量吸收能力，负泊松比吸能结构配合分级吸能组件解决了锚杆吸能结构增阻吸能支护能力不足的问题，进而提高了本装置的使用效果。

11、(2)本发明中设置的两个预警器和预警盒可在锚杆受压和受拉时对使用者进行预警提示，当锚杆受压时，此时第一吸能器受压，根据负泊松比结构材料压缩-收缩胀的变形特征，此时第一吸能器内设置的预警器即会受压并对使用者进行预警；当锚杆受拉时，先由分级吸能组件对拉力进行分级吸收，吸收过程中每个碟形受拉盘间间距减小，同时受拉盘一端通过吸能器连接的刚性板移动，由于刚性板外侧设置有一组预警器，所述预警器与吸能盒内通过两根线管设置的三组所述预警盒均位于同一平面内，当受拉负泊松比吸能结构变形会依次触发受拉预警，使预警块受压缩入预警盒，触发预警，并对使用者进行可视化预警，以此实现预警效果。

12、(3)本发明中设置的固定组件可避免锚杆偏心，并且使锚杆的抗压属性有较大提升，对锚杆的抗拉也有一定的作用；在施工中待锚杆进到深处以后加速旋转，通过离心力打开固定组件，钻锚一体化施工中就设定阻尼值，等钻完土加大转速使此装置展开，其中箭状抗拔回拉钩在外展至最大角45度后进行突然回拉，箭头部分便扎入泥土固定完成，此时可以开始注浆；若需要取出锚杆且不破坏此装置可以先进行对锚杆向内部猛推，使箭头与土层分离，第二步使尾部左右逐渐靠壁将箭头向内回收再顺利取出。

技术特征：

1.一种软岩巷道支护用新型锚杆，其特征在于：包括第一杆体(9)和第二杆体(10)，所述第一杆体(9)和所述第二杆体(10)间设置有受压预警组件，所述第二杆体(10)和所述吸能盒(16)间设置有受拉预警组件，所述受压预警组件包括第一吸能器(5)和预警器(6)，所述预警器(6)设置在所述第一吸能器(5)内，所述受拉预警组件包括所述吸能盒(16)内通过两根线管对称设置的三组预警盒(7)，所述第二杆体(10)上螺接有第二吸能器(18)，所述第二吸能器(18)两端均设置有与所述第二杆体(10)螺接的刚性板(17)，远离所述第一杆体(9)一端的所述刚性板(17)一侧设置有分级吸能组件。

2.根据权利要求1所述的一种软岩巷道支护用新型锚杆，其特征在于：所述分级吸能组件包括螺接在所述第二杆体(10)上的七个碟形受拉盘，每个所述碟形受拉盘间均通过可压缩式管套连接，所述受拉盘外径小于所述吸能盒(16)内径。

3.根据权利要求2所述的一种软岩巷道支护用新型锚杆，其特征在于：所述第二吸能器(18)远离所述第一杆体(9)一端设置的刚性板(17)外侧设置有一组预警器(6)，所述预警器(6)与三组所述预警盒(7)均位于同一平面内。

4.根据权利要求3所述的一种软岩巷道支护用新型锚杆，其特征在于：所述吸能盒(16)内设置有两个杆端挡圈(8)，所述杆端挡圈均设置在所述第二杆体(10)一端。

5.根据权利要求4所述的一种软岩巷道支护用新型锚杆，其特征在于：所述第一杆体(9)自由端设置有螺接的螺钉，所述螺钉上螺接有螺母(1)，所述螺钉和所述螺母(1)一侧设置有托盘(2)和垫板(3)，所述托盘(2)呈半球壳形且盖设在所述垫板(3)一端，所述吸能盒(16)外侧设置有注浆套筒(12)，所述注浆套筒(12)一端与所述垫板(3)一侧接触，所述第一杆体(9)一端与所述吸能盒(16)内壁间设置有一对刚性块(4)。

6.根据权利要求5所述的一种软岩巷道支护用新型锚杆，其特征在于：所述第二杆体(10)锚固端设置有固定组件，所述固定组件包括所述第二杆体(10)一端螺接的固定套(14)，所述固定套(14)上均匀设置有多个转动连接的箭状抗拔回拉钩(13)，所述第二杆体(10)一端设置有同轴连接的钻头(15)。

技术总结
本发明公开了一种软岩巷道支护用新型锚杆,包括第一杆体和第二杆体，第一杆体和第二杆体间设置有受压预警组件，第二杆体和吸能盒间设置有受拉预警组件，受压预警组件包括第一吸能器和预警器，预警器设置在第一吸能器内，受拉预警组件包括吸能盒内通过两根线管对称设置的三组预警盒，第二杆体上螺接有第二吸能器，第二吸能器两端均设置有与第二杆体螺接的刚性板，远离第一杆体一端的刚性板一侧设置有分级吸能组件。本发明中设置的受压预警组件和受拉预警组件可使装置兼顾锚杆的受压和受拉预警要求，第一吸能器和第二吸能器通过利用负泊松比结构材料的变形特征，解决了锚杆吸能结构增阻吸能支护能力不足的问题，进而提高了装置的使用效果。

技术研发人员：肖晓春,徐政茂,潘一山,张文萍,樊玉峰,李子阳,雷云,王鑫波
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17