一种锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿支护领域，特别是一种锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置。
【背景技术】
[0002]锚杆用于支护井下巷道，具有结构简单，施工方便、对井下工程适应性强等特点，可充分利用围岩的自承能力将载荷体变为承载体，并提供围岩轴向和横向的支护阻力，与传统被动支护形式相比具有明显的优势，但是对于软弱煤岩体巷道采用锚杆支护由于其锚固力低的原因难以达到理想效果。鉴于此，一些学者尝试采用锚杆孔孔底扩孔的方式来提高锚杆支护阻力，但是所扩的孔呈正楔形，锚固剂在搅拌时难以充满所扩孔的空间，锚固效果较差；其次，采用正楔形扩孔后的扩孔刀具退出钻孔时刀具难以回复到原位，正常退出钻孔较困难。因此研制一种倒楔形锚杆孔孔底扩孔装置提高软弱煤岩体巷道锚杆锚固力势在必行。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置。本实用新型可在钻孔底部扩出一个如漏斗状的倒楔形体，可有效解决软岩巷道锚杆支护锚固力低的难题。
[0004]本实用新型解决的技术方案是，包括壳体、刀具、推杆、弹簧、销轴、推杆帽、壳体帽，刀具通过销轴安装在壳体内，杆体有刀槽方便刀具伸出，弹簧放入壳体内，并将推杆插入壳体内的弹簧中，将壳体帽与壳体连接，推杆帽通过焊接固定在推杆的末端。
[0005]本实用新型是一种锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其扩孔出的倒楔体空间，有利于锚固剂充分填充，能够起到良好的锚固效果，可有效解决松软岩层锚杆支护锚固力低、支护困难的问题，对煤矿实现安全生产和快速支护具有重意义。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的上视结构图。
[0007]图2是本实用新型左视视结构图。
[0008]图3是本实用新型左视结构剖面图。
[0009]图4是本实用新型扩孔状态图。
[0010]图5是扩孔后锚固状态图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0012]结合图1-5，本实用新型包括壳体、刀具、推杆、弹簧、推杆帽、销轴、壳体帽，所述的壳体I 一端有插销孔，销轴2通过壳体I和刀具4上的插销孔将刀具4安装在杆体内部，壳体I上开有刀槽12，将弹簧8放入壳体I内，弹簧一端与壳体I内的凸体9接触，将推杆6插入弹簧8内，将推杆6上的凸体10接触弹簧，壳体帽5中间有圆孔，穿过推杆6与壳体I连接，推杆帽7通过焊接固定在推杆6末端，壳体另一端部有内螺纹，与钻杆15连接，即可实施扩孔。
[0013]为了保证使用效果，所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，壳体I为空心无缝钢管制成，壳体I长300_，外径24_，壁厚4_，凸体9内的圆孔直径为14_。
[0014]所述的刀具4长170mm，厚7mm，刀体高14mm，刀体上有截割齿，便于截割煤岩体，刀齿呈梯形结构能保证扩孔的质量，刀齿深5mm，刀齿角度呈135度，刀具4末端呈弧面形。
[0015]所述的弹簧8外径17_，长57_，其尺寸与壳体I内径及推杆直径相匹配，弹簧刚度系数适当，保证弹簧受挤压时在弹性变形之内，以便推头能不断推动刀具4。
[0016]所述的推杆6，长160mm，直径13mm，在推杆6的中间位置有一圆形的凸体10，与杆体I中的凸体9共同固定弹簧8，当推杆6受力后，凸体10可挤压弹簧，进而推出刀具4。
[0017]所述的壳体帽5中间有圆孔，推杆6插入圆孔内，将壳体帽5与壳体I连接，推杆帽7通过焊接与推杆6末端固定在一起。
[0018]所述的壳体I末端有一对对称分布的平槽11，方便将该扩孔装置通过扳手与钻杆15进行连接与拆卸。
[0019]所述的固定销轴2穿过壳体I上及刀具4上与其相匹配的小孔并用卡销3固定在销轴2末端。
[0020]所述的刀槽12呈矩形，长180mm、宽10mm，刀槽的两端呈半圆状，半径为5mm，扩孔时从钻杆中流出的水，通过开槽12，可以洒在刀具4上，对刀具进行降温。
[0021]本实用新型的使用情况是:在软岩巷道岩体内，使用钻机打锚杆钻孔14，打钻完成后，卸下钻杆端部的钻头，将倒楔形扩孔装置的内螺纹与钻杆外螺纹相连接，并将该装置推送至钻孔14底部，将钻杆末端与钻机连接，启动锚杆钻机，该扩孔装置会随钻杆一起转动，在转动的同时认为的对钻机施加一定的推力，推杆的凸体10和壳体的凸体9之间装有弹簧，推杆受力向里挤压弹簧8，弹簧受力收缩，进而推杆6的末端接触刀具，由于刀具下端有销轴固定，上端会被推杆推起向外展开，刀具与壳体之间呈一 “V”字形结构，在推杆6挤压及离心力的作用下，刀具4伸出壳体I截割孔壁围岩，在钻机对推杆6不断施加冲击力的作用下，钻孔底部不断扩大，最终形成一个倒楔形的空腔体13，取出该扩孔装置，将锚固剂推送至钻孔14内，启动钻机使用锚杆16进行搅拌，搅拌均匀后，待锚固剂17达到一定的锚固强度后，安装托盘18和螺母19，施加预紧力达到设计响应值，完成单根锚杆扩孔锚固支护工作。
[0022]本实用新型的工作原理是:本实用新型在工作状态下，刀具4伸出壳体I并与壳体I呈正“V”字形，在随钻杆15 —起转动的过程中会在钻孔14底部形成一个倒楔形的空腔体13，该空腔体13向钻孔外侧方向逐渐收缩。当锚固剂17被锚杆搅拌均匀后会充满该空间，锚固剂17达到一定强度后可以将锚杆16末端紧紧的固定在腔体13中，此时锚杆16与围岩之间有良好的传力性能，结合力学方面的知识可知，该种结构的锚固体所受的钻孔壁的摩擦阻力比较大，进而增大了锚杆的极限锚固力和最大可承载能力，保证了锚固支护效果。
[0023]本发明是一种可以对煤矿软岩巷道锚杆钻孔孔底进行扩孔的装置，该装置结构简单，操作方便，以其独特的结构，在钻孔底部扩出一漏斗状的倒楔形腔体结构，增大锚固体与围岩的摩擦阻力，进而增大锚杆与围岩的传力性能，提高锚固效果，因而达到对软岩巷道围岩控制的目的，是煤矿巷道锚杆支护孔底扩孔提高锚固性能上的一种创新。
【主权项】
1.一种锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，包括壳体、推杆、刀具、弹簧、销轴、推杆帽、壳体帽，其特征在于壳体(I) 一端有插销孔，销轴(2)通过壳体(I)和刀具(4)上的插销孔将刀具(4 )安装在杆体内部，壳体(I)上开有刀槽(12 )，将弹簧(8 )放入壳体(I)内，弹簧一端与壳体(I)内的凸体(9 )接触，将推杆(6 )插入弹簧(8 )内，将推杆(6 )上的凸体(10 )接触弹簧，壳体帽(5)中间有圆孔，穿过推杆(6)与壳体(I)连接，推杆帽(7)通过焊接固定在推杆(6 )末端，壳体另一端部有内螺纹，与钻杆(15)连接。2.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，壳体(I)的末端有一对对称分布的平槽(11)。3.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，壳体(I)开有长180mm、宽1mm的刀槽(12)，刀槽(12)的两端呈半圆状，半径为5mm。4.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，壳体后端内部有一圆柱形的凸体(9)，推杆(6)上有一圆柱状的凸体(10)，弹簧(8)放入壳体内，推杆(6)挤压弹簧(8)，推动刀具⑷伸出壳体(I)。5.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，刀具(4)长170mm、厚7mm，刀体高14臟，刀体上有梯形状截割齿，刀齿深5mm，刀齿角度为135度，刀具(4)末端呈弧面形，其长度尺寸与刀槽(12)相匹配。6.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，壳体(I)两端都有内螺纹，后端螺纹与钻杆(15)连接，前端螺纹与壳体帽(5)连接。7.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，弹簧长57mm，外径17_，弹簧⑶与凸体(10)及壳体帽(5)之间的尺寸配合良好。8.根据权利要求1所述的锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，其特征在于，推杆(6)穿过壳体帽(5)中心的圆孔，然后与推杆帽(7)通过焊接固定，然后壳体帽(5)与壳体(I)通过螺纹连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种锚杆孔孔底倒楔形扩孔装置，可有效解决松软煤岩体巷道的锚杆支护问题，其解决的技术方案是，包括壳体、刀具、推杆、推杆帽、销轴和壳体帽，在进行扩孔时，将本装置与钻杆进行连接，在钻杆转动的同时通过钻机施加钻杆轴向力，进而推杆压缩弹簧推出刀具，使刀具与壳体呈正“V”字结构，刀具随钻杆一起转动并不断切割围岩，最终会形成一倒楔形的腔体。当锚杆搅拌锚固剂并充满该腔体后，增大锚固体与围岩的摩擦阻力，提高了锚杆与围岩的传力性能，锚固效果较为显著。通过实践证明该装置能够用有效解决松软煤岩体巷道锚杆支护锚固力低、锚固困难等技术难题，是松软煤岩体巷道锚杆支护装置的创新。
【IPC分类】E21D20/00, E21B7/28
【公开号】CN204877510
【申请号】CN201520220428
【发明人】张辉, 程利兴, 刘少伟, 李梦珍
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年4月14日