一种防岩爆吸波耗能锚杆的制作方法
【专利摘要】本发明属于巷道支护技术领域，公开了一种防岩爆吸波耗能锚杆，包括：锚头、吸波阻尼器、杆体、托盘以及紧固件；所述吸波阻尼器连接在所述锚头与所述杆体之间；其中，所述杆体相对所述锚头轴向移动时，所述吸波阻尼器动作，抵抗所述杆体移动并做功使所述杆体恢复初始状态。本发明提供了一种能够通过吸波耗能的支护锚杆，抑制岩体裂化、拉破坏和岩爆，起到预防岩爆同时限制岩爆规模的作用。
【专利说明】
一种防岩爆吸波耗能锚杆
技术领域
[0001 ]本发明涉及巷道支护技术领域，特别涉及一种防岩爆吸波耗能锚杆。
【背景技术】
[0002]锚杆支护是地下空间开挖过程中最常用的一种支护方式，有维护围岩稳定的作用。
[0003]当埋深极大且地应力极高时，开挖卸荷易诱发岩爆灾害。岩爆孕育过程中若不积极减少岩体裂化发展，岩体会逐步开裂乃至形成块体，当岩体中的能量突然释放时极易发生岩爆。无支护状态下的围岩发生岩爆时，一方面会对开挖空间弹射出速度极大的块体。常规的锚杆如管缝式和螺纹钢锚杆，常常无法应对岩爆的冲击，在围岩变形过程中，发生塑形变形乃至屈服破坏。另一方面，岩爆及爆破等振动会产生巨大的声响及扰动，造成进一步的破坏，可能还会再次诱发岩爆。
[0004]当前耗能支护设计往往重视的是岩爆发生后抵抗能力，没有专门针对孕育过程的防护方法;通过时，目前尚未有抵抗极强岩爆的材料及结构。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种防岩爆吸波耗能锚杆，解决现有技术中无法主动耗散岩体积聚能量，支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种防岩爆吸波耗能锚杆，包括:锚头、吸波阻尼器、杆体、托盘以及紧固件；
[0007]所述吸波阻尼器连接在所述锚头与所述杆体之间；
[0008]其中，所述杆体相对所述锚头轴向移动时，所述吸波阻尼器动作，抵抗所述杆体移动并做功使所述锚杆恢复初始状态。
[0009]进一步地，所述吸波阻尼器包括:吸波弹簧、伸缩杆以及位于所述伸缩杆两端的限位底座；
[0010]所述吸波弹簧套接在所述伸缩杆外，两端抵靠在所述限位底座上；
[0011]所述限位底座分别与所述杆体以及所述锚头固定相连。
[0012]进一步地，所述锚头包括:螺纹杆身；
[0013]所述螺纹杆身与所述吸波阻尼器相连，另一端设置成扇形扁头。
[0014]—种防岩爆吸波耗能支护方法，采用所述的防岩爆吸波耗能锚杆。
[0015]进一步地，所述防岩爆吸波耗能锚杆安装后，通过紧固件动作施加预应力。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0016]1、本申请实施例中提供的防岩爆吸波耗能锚杆，通过吸波阻尼器适时吸收岩体变化产生的应力波，一方面避免应力波扩散导致岩体进一步裂化，另一方面也能避免应力波扰动围岩临界状态，导致岩体状态偶然性骤变。阻尼器在岩爆孕育过程中，通过吸收应力和裂化能量，可抑制岩体开挖卸荷后围岩破裂，抑制岩体中的拉破坏，增强围岩强度，避免岩体裂化形成块体，具有响应快、高强度及自适应性等优点。
[0017]2、本申请实施例中提供的防岩爆吸波耗能支护方法，采用上述吸波耗能锚杆施加预应力，可一定程度上增强岩体强度。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例提供的防岩爆吸波耗能锚杆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]本申请实施例通过提供一种防岩爆吸波耗能锚杆，解决现有技术中忽视岩爆预防，尤其是不重视岩体开裂、拉破坏及应力扰动等主导岩爆发生的因素，支护可靠性不高，抗岩爆振动及扰动性能低下的技术问题;达到了吸收岩体应力波、裂化过程释放的能量，抑制岩爆裂化，预防岩爆的技术效果。
[0020]为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下:
[0021]—种防岩爆吸波耗能锚杆，包括:锚头、吸波阻尼器、杆体、托盘以及紧固件；
[0022]所述吸波阻尼器连接在所述锚头与所述杆体之间；
[0023]其中，所述杆体相对所述锚头轴向移动时，所述吸波阻尼器动作，抵抗所述杆体移动并做功使所述锚杆恢复初始状态。通过上述内容可以看出，通过吸波阻尼器吸收应力波，避免应力波造成裂化加剧，同时避免岩体临界状态扰动，一定程度上抑制了岩爆;在岩爆酝酿阶段吸收应力波和裂化能量，大大抑制了裂化，一定程度上预防了岩爆。
[0024]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0025]参见图1，本发明实施例提供的一种防岩爆吸波耗能锚杆，包括:锚头7、吸波阻尼器6、杆体4、托盘3以及紧固件(1、2);
[0026]所述吸波阻尼器6连接在所述锚头7与所述杆体4之间；
[0027]其中，所述杆体4相对所述锚头7轴向移动时，所述吸波阻尼器6动作，抵抗所述杆体4移动并做功使所述杆体4恢复初始状态。
[0028]当出现裂化时，杆体4向钻孔外移动，拉动吸波阻尼器6动作，吸收裂化能量，抑制裂化，增强岩体强度;吸波阻尼器7动作吸收岩体应力波，避免岩体进一步裂化。在岩爆孕育过程中抑制岩体中的拉破坏，增强岩体强度，预防岩爆的发生。吸波阻尼器吸收一定量的应力波，避免应力波扰动灾害，抵抗岩爆的破坏。
[0029]在具体支护结构中，吸波耗能锚杆可穿过围岩松动圈，抑制岩体中破裂。通过吸收一定的扰动应力波防止其诱发岩爆。即便岩爆发生时，可通过耗能结构耗能，保护围岩及支护体不被冲击破坏。
[0030]所述吸波阻尼器6包括:吸波弹簧、伸缩杆以及位于所述伸缩杆两端的限位底座；所述吸波弹簧套接在所述伸缩杆外，两端抵靠在所述限位底座上;所述限位底座分别与所述杆体4以及所述锚头固定相连。
[0031 ]所述锚头7包括:螺纹杆身;所述螺纹杆身与所述支护套筒相连，另一端设置成扇形扁头。
[0032]螺母1、垫圈2、托盘3、连接套筒5及杆体4，皆为22_螺纹钢锚杆标准件。锚固剂8为树脂或水泥药卷锚固剂，满足支护强度即可。搅拌扁头7由螺纹杆体墩扁为扇形即可，轴向长度不少于50mm，垂直轴向方向不得多于42mm。吸波阻尼器6可使用粘滞阻尼器，但阻尼器外侧需加刚性弹簧。左端有M22的内螺纹，右端杆体为M16的外螺纹。
[0033]—种防岩爆吸波耗能支护方法，采用所述防岩爆吸波耗能锚杆。
[0034]锚杆根据不同岩爆设计要求提前确定好相应的阻尼器、螺纹杆体锚固长度及杆体总长度。在隧洞施工时，打好钻孔，加入锚固剂8，插入锚杆并搅拌，再将托盘3、垫圈2和螺母I依次安装紧固。
[0035]所述防岩爆吸波耗能锚杆安装后，通过紧固件动作施加预应力。
[0036]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种防岩爆吸波耗能锚杆，其特征在于，包括:锚头、吸波阻尼器、杆体、托盘以及紧固件； 所述吸波阻尼器连接在所述锚头与所述杆体之间； 其中，所述杆体相对所述锚头轴向移动时，所述吸波阻尼器动作，抵抗所述杆体移动并做功使所述锚杆恢复初始状态。2.如权利要求1所述的防岩爆吸波耗能锚杆，其特征在于，所述吸波阻尼器包括:吸波弹簧、伸缩杆以及位于所述伸缩杆两端的限位底座； 所述吸波弹簧套接在所述伸缩杆外，两端抵靠在所述限位底座上； 所述限位底座分别与所述杆体以及所述锚头固定相连。3.如权利要求2所述的防岩爆吸波耗能锚杆，其特征在于，所述锚头包括:螺纹杆身； 所述螺纹杆身与所述吸波阻尼器相连，另一端设置成扇形扁头。4.一种防岩爆吸波耗能支护方法，其特征在于:采用如权利要求3所述的防岩爆吸波耗能锚杆。5.如权利要求4所述的防岩爆吸波耗能支护方法，其特征在于:所述防岩爆吸波耗能锚杆安装后，通过紧固件动作施加预应力。
【文档编号】E21D21/00GK105909288SQ201610239614
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】冯夏庭, 赵日茂, 王兆丰, 刘继光
【申请人】东北大学