一种软岩巷道支护装置的制作方法

文档序号:43817698发布日期:2025-11-21 19:26阅读:14来源:国知局

本方案属于锚杆支护,具体涉及一种软岩巷道支护装置。


背景技术:

1、锚杆支护技术是采矿掘进中最常用的一种支护技术,其主要是利用锚杆固定巷道周围岩石,形成完整的支护结构,进而促使巷道的稳定性与承载力提升,保障矿山生产安全,促进矿山行业的可持续发展。因锚杆支护技术具有施工方便、结构简单以及成本低等优势,其被广泛应用在采矿掘进中。

2、锚杆通常由钢筋或钢管制成,具有较高的强度和抗拉性能,能够承受岩体的荷载和外力作用。为了保证锚杆支护效果,在应用之前对巷道围岩进行详细的地质勘探和力学性质分析,确定合适的锚杆类型、长度、间距等参数,并按照准备工作→钻孔→清孔→锚杆安装锚固剂与搅拌→张拉与固定→质量检测与记录流程,开展巷道锚杆支护活动。

3、参见现有公开(公告)号为cn108915748a的文献中公开了一种监测锚杆安装预紧力的装置及其使用方法,该装置包括上垫板、下垫板、两个信号杆和两个装有液压油的液压缸,上垫板和下垫板的中心分别设有贯穿锚杆的通孔,上垫板和下垫板的通孔位于同一轴线,通孔的直径与锚杆的直径相匹配,锚杆与上垫板顶端接触面处设有套在锚杆上的锚杆螺母,上垫板上沿着通孔的轴线对称设有固定信号杆的开孔,信号杆穿过开孔,顶端通过信号杆螺母与上垫板的开孔连接,液压缸沿着通孔的轴线对称固定连接在下垫板上,其中,两个液压缸和两个信号杆以通孔为中心呈十字分布,液压缸的液压油上设有带活塞杆的活塞,活塞的直径与液压缸的直径相匹配,活塞杆伸出液压缸。

4、例如上述锚杆支护装置,在锚杆安装的过程中,随着预紧力的施加,垫板和螺母与锚杆之间的摩擦力不足以抵抗施加的预紧力,导致锚杆随垫板和锚杆螺母一起转动。这会进而导致锚杆与孔壁之间的接触不均匀,使得锚杆与锚固剂之间的粘结力降低,锚杆在岩体中的稳定性下降,进而影响整个支护结构的稳定性。


技术实现思路

1、本方案的目的是提供一种软岩巷道支护装置,以解决现有的锚杆在安装过程中因预紧力施加导致的锚杆与垫板及螺母一起转动问题。

2、为了达到上述目的,本方案提供一种软岩巷道支护装置,包括锚杆以及与锚杆配合的垫板和螺母,还包括限位组件,所述限位组件设于锚杆内,所述限位组件包括:

3、插销,所述插销的一端与锚杆的外壁转动连接,所述插销的自由端与锚孔配合设置;

4、驱动单元,所述驱动单元用于驱动插销的自由端插入锚孔内。

5、本方案的原理在于:通过在锚杆内设置限位组件,插销的一端与锚杆的外壁转动连接,使得插销该端可以转动,从而使自由端(尖端)可以插入锚孔内。在锚杆安装的过程中,驱动单元会驱动插销与锚杆的连接端转动,从而使插销的自由端插入锚孔内,进而限制锚杆的转动。当预紧力施加时,由于插销插入到锚孔内,使得锚杆不会随垫板与螺母一起转动。

6、本方案的效果在于:通过在锚杆内设置限位组件,解决了锚杆在安装过程中因预紧力施加而导致的与垫板及螺母一起转动的问题,从而提高了锚杆与锚固剂之间的粘结力,增强了锚杆在岩体中的稳定性。由于锚杆不再发生不必要的转动,支护结构的整体稳定性和承载力得到提升,保障了矿山生产的安全性。

7、进一步,所述驱动单元为活动杆,所述活动杆滑动设于锚杆内,所述活动杆的外壁与锚杆的内壁贴合,所述活动杆的一端设于锚杆的末端,所述活动杆的自由端与插销与锚杆的连接端配合设置,所述活动杆的自由端用于抵触插销与锚杆的连接端。

8、本方案的原理及效果在于:通过在锚杆内插入活动杆,使活动杆的自由端抵触并抵紧插销与锚杆的连接端,从而使锚杆与插销的连接端转动,进而使插销的自由端插入到锚孔内,以限制锚杆的转动。

9、进一步,所述驱动单元为丝杆,所述丝杆的一端与螺母同轴固定连接,所述锚杆的内壁设有与丝杆相配合的内螺纹,所述丝杆的自由端与插销与锚杆的连接端配合设置,所述丝杆的自由端用于抵触插销与锚杆的连接端。

10、本方案的原理及效果在于:(1)在锚杆安装过程中,将丝杆对准锚杆的内壁,使丝杆与锚杆内壁内螺纹配合,然后转动螺母,使丝杆旋入锚杆内,并使丝杆的自由端抵触并抵紧插销与锚杆的连接端,从而使锚杆与插销的连接端转动,进而使插销的自由端插入到锚孔内,随着预紧力的增加,由于插销已经插入到锚孔内,可以限制锚杆随垫板与螺母一起转动。(2)丝杆与锚杆的内螺纹配合,使得在转动螺母的同时,丝杆可以旋入锚杆内,从而使插销插入锚孔内,不仅使锚杆在安装过程中不会随垫板与螺母一起转动,而且是在安装螺母与垫板的同时限制锚杆的转动,并没有增加其他的操作步骤,简化了安装过程,提高了施工效率。

11、进一步,所述插销与锚杆的连接端设有扭簧;所述锚杆开设有凹槽,所述插销与锚杆的连接端设于凹槽内,所述凹槽的宽度大于插销的宽度。

12、本方案的原理及效果在于:扭簧的作用是为插销提供一个初始的扭转力,使其在安装过程中能够顺利地插入锚孔内。凹槽的设置使得插销在初始状态位于凹槽内。

13、进一步,所述插销与锚杆的连接端设于拨片,所述拨片的自由端设于锚杆内,所述拨片与驱动单元配合设置。

14、本方案的原理及效果在于:设置拨片,使活动杆或丝杆的自由端可以通过抵触并抵紧拨片,从而使插销转动,进而使插销的自由端插入锚孔内。

15、进一步,还包括锁紧组件,所述锁紧组件包括气囊和撞针,所述气囊设于丝杆内,所述气囊内设有填充剂,所述丝杆开设通槽,所述插销开设有置物槽,所述撞针设于置物槽内,所述撞针的一端连接有弹簧,所述弹簧的自由端与置物槽固定连接,所述撞针的针尖与气囊配合设置。

16、本方案的原理及效果在于:(1)由于本方案中的锚杆主要插入的是矿山软岩中,软岩通常具有较低的强度和较差的稳定性,容易在受到外力作用时发生变形或破碎。在施工时,例如震动等等,由于软岩的压缩性和塑性变形,锚杆周围的岩石可能会发生局部的塌陷或移动,导致锚杆与锚孔之间的接触不紧密,锚杆容易与软岩发生松动,从而使锚杆与锚孔之间产生缝隙。因此,需要在锚杆与锚孔之间出现间隙时对间歇进行填充,避免缝隙进一步扩大,导致支护强度降低。(2)本方案中,当锚杆与锚孔出现间隙时,插销与软岩之间存在松动,在震动作用下,撞针会出现左右晃动,从而使撞针往气囊方向移动,撞针穿过通槽,使撞针的针尖戳破气囊,使气囊内的填充剂流出,填充剂从通槽流向凹槽,最后流向锚孔,从而填充锚杆与锚孔之间存在的间隙。(3)本方案通过设置锁紧组件,从而解决了锚杆在软岩中因施工的震动使锚杆与锚孔之间存在间隙的问题。当锚杆与锚孔之间存在间隙时,撞针戳破气囊,使内部的填充剂流出并填充间隙,从而增加了锚杆与软岩之间的接触紧密性。

17、进一步,所述置物槽与通槽内均设有限位槽,所述撞针滑动设于限位槽内。

18、本方案的原理及效果在于:限位槽为撞针的运动提供定位和导向的作用,避免撞针运动过程出现脱位。

19、进一步,所述锁紧组件还包括支撑气囊和压板,所述支撑气囊和压板均设于丝杆内,所述支撑气囊设于气囊的下方,所述压板设于支撑气囊的下方,所述撞针的针尖与支撑气囊配合设置,所述压板朝向气囊的一端设有尖刺,所述压板的另一端连接有压簧,所述压簧的自由端与丝杆固定连接。

20、本方案的原理及效果在于:(1)由于前述方案中依靠撞针戳破气囊会使得填充剂流速过慢,而且也会使填充剂不容易从气囊内流出。因此本方案通过撞针的针尖戳破支撑气囊,从而使压板失去支撑气囊的支撑,在压簧的反作用力下,压板往气囊方向移动,并使压板上的尖刺戳破气囊,气囊在压板的压力下,其内部的填充剂快速从气囊内流出。(2)本方案通过设置支撑气囊和压板,从而解决了填充剂的流速过慢和不易流出的问题,从而提高了填充剂的流速,使锚杆与锚孔之间出现间隙时能够迅速填充,增强了锚杆的锚固效果和支护结构的稳定性。

21、进一步,所述丝杆开设有空腔,所述气囊、支撑气囊、压板和压簧均设于空腔内;所述压簧的自由端与空腔的底部固定连接;所述填充剂为具有荧光色的填充剂。

22、本方案的原理及效果在于:设置空腔,使得气囊、支撑气囊、压板和压簧可以设置在丝杆内。荧光色的填充剂当填充剂流出时,会渗出至垫板外,从而沾附在锚杆外,可以对此进行标记,提醒工作人员该处锚杆与锚孔之间存在过缝隙,使工人对该处进行二次防护。

23、进一步,所述空腔内设有导向槽,所述压板与导向槽滑动连接。

24、本方案的原理及效果在于:导向槽为压板的运动提供定位和导向的作用,避免压板运动过程中滑位。

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