具有信息显示区域的岩栓的制作方法

本发明涉及一种岩栓，该岩栓用于安装在形成于岩层中的孔内，并且特别是，本发明涉及一种具有螺母的岩栓，该螺母具有用于显示信息的凹陷部。

背景技术：

坑顶支撑和坑壁支撑在地下开采和开挖隧道作业中至关重要。隧道坑壁和坑顶通常由岩层构成，需要加固以防止破坏、破碎或倒塌。通常，通过钻进作业在岩层中形成钻孔，然后将岩栓安装到所形成的钻孔中，将岩栓固定在该钻孔中来提供加固，以抵抗主要的岩石破裂和岩层破碎。

已经研制出不同形式的岩栓，包括树脂锚栓或水泥灌浆锚栓，所述树脂锚栓或水泥灌浆锚栓通过使用在锚栓之前被引入到孔中的树脂或灌浆而以摩擦方式被固定在该孔中，其中树脂或灌浆固化，以将锚栓锁定就位。机械摩擦岩栓具有朝向前导端定位的扩张器机构，该扩张器机构用于在孔内径向扩张，以防止轴向退回。树脂岩栓、灌浆岩栓和机械摩擦岩栓的尾端通常突出孔外一小段距离并且保持可见。在某些情况下，锚栓的尾端用于支撑辅助固定装置，诸如封闭网栅(经由网栅板)、开采服务设施、管道、缆索等。在某些安装中，岩栓的突出端可以带有螺纹，以用于连接机械固定装置。

岩栓尾端处的锁紧螺母可以是盲螺母，在机械摩擦锚栓的情况下，该盲螺母被构造用以与杆的后端接合，使得螺母的进一步旋转提供锚栓轴的相对应的旋转，以经由扩张器机构的平移扩张来提供安装。通常，产品信息被压印在锁紧螺母的外暴露面上，该产品信息可能包括用于材料可追溯性的字母数字代码、锚栓id等。但是，当将锚栓锤击入孔中时，该外暴露面经常被锚栓安装驱动器工具损坏。因此，这种压印的信息通常变得无法阅读。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种岩栓，该岩栓被构造用以显示信息，在将锚栓安装到岩层中的接纳钻孔内期间，防止所述显示信息被损坏，以便在锚栓安装之后保留能够被显示的信息。

一个特定目的是提供一种用于岩栓的锁紧螺母，该锁紧螺母适于携带对矿井隧道(其中，将岩栓例如安装在坑壁或坑顶中)内的人员可见的相关信息，诸如锚栓标识(id)、材料可追溯性信息、制造商信息、岩栓类型信息、代码、徽标、商标和其它标记。

上述目的通过提供一种岩栓来实现，该岩栓具有轴向向后的螺母，该螺母被附接至锚栓的伸长轴，且该螺母具有凹陷部，该凹陷部进而提供显示面，该显示面相对于该螺母的轴向最后暴露面在轴向上凹陷。由于显示面在轴向上(相对于向后暴露面)凹陷，因此显示面被保护免受锚栓驱动器工具的损害，特别是免受驱动器套筒(driversocket)的损害，该驱动器套筒通常定位于螺母上并且围绕螺母定位，以传递冲击锤击作用。

常规地是，锚栓驱动器工具，特别是驱动器套筒是至少部分管状的，具有圆筒形的内腔。可选地是，本发明的岩栓的螺母设置有凹陷部，该凹陷部的直径近似等于或小于驱动器套筒的圆筒形的内腔的直径，从而驱动器套筒的任何部分均被定位成不与该凹陷部(特别是在轴向上凹陷的显示面)相接触或者在该凹陷部(特别是在轴向上凹陷的显示面)上延伸。根据优选实施例，所述凹陷部和凹陷的显示面居中定位于螺母的面向后的暴露面上，且所述暴露面为环形，以围绕该凹陷部和该显示面延伸。在这种实施例中，驱动器套筒，特别是驱动器套筒的抵接接触区域适于坐置成与所述环形的暴露面接触，并且不覆盖在所述凹陷部上。

根据本发明的第一方面，提供了一种岩栓，该岩栓用于安装在形成于岩层中的孔内，该岩栓包括：伸长轴，该伸长轴具有前导端和带螺纹的尾端，该前导端用于安装到孔中，该尾端从孔的敞开端突出；带内螺纹的螺母，该螺母被附接在所述尾端处，以将岩板抵靠岩层的表面安装，该螺母具有轴向面向前的接触面和轴向面向后的暴露面，该轴向面向前的接触面用于定位成与岩板相对，该岩栓的特征在于：包括凹陷部，该凹陷部从所述暴露面轴向向内延伸，并且限定轴向面向后的显示面，该显示面相对于所述暴露面在轴向上凹陷。

可选地是，当在机械摩擦锚栓系统中使用螺母时，所述螺母可选地是盲螺母或半盲螺母。可选地是，例如在树脂锚栓或水泥灌浆锚栓系统内，所述螺母可以是非盲螺母，以包括在第一轴向端与第二轴向端之间的带内螺纹的通孔。螺纹可以延伸螺母的轴向长度的全部或一部分。

可选地是，暴露面是环形的，并且显示面居中定位于暴露面并且被暴露面围绕。可选地是，螺母是半盲的，显示面是环形的并且围绕中央开口延伸到螺母的内螺纹腔中。可选地是，螺母可以是半盲的并且包括非圆形凹陷壁。如果螺母是全盲的，则显示面可以是圆形、多边形的，特别是六边形或七边形。

可选地是，锚栓还包括凸片，该凸片被安装在凹陷部内并且具有轴向面向后的凸片显示面。该凸片可以是盘形的，或者至少部分盘形的。可选地是，凸片可以是大体上平面的，或者可以是具有面向前的面和面向后的面的蘑菇形。凸片可以包括设置在所述向前面和向后面中每一个面上的标记。因此，凸片可以在凹陷部内以两种不同朝向定位。可选地是，凸片可以是非圆形的(例如，六边形)。可选地是，凸片可以是非平面的，并且可以包括头部和从该头部延伸的轴。优选地是，所述轴能够定位在半盲螺母的开口内。

优选地是，锚栓还包括设置在显示面处的标记。在螺母的显示面处的标记可以是对在凸片显示面处设置的任何标记的补充。因此，在螺母的显示面上的信息可以与在凸片的显示面上设置的信息相同或不同。

可选地是，螺母的外表面包括多边形、正方形或六边形的横截面轮廓。这种构造提供了这样一种螺母，该螺母能够通过具有接合驱动器套筒的常规锚栓驱动设备方便地接合和驱动。

优选地是，螺母在外表面上具有螺纹。这对于将辅助固定装置附接到螺母是有利的，且这种辅助固定装置具有用于螺接到螺母的外表面上的带内螺纹的套筒。

可选地是，凹陷部包括底切部，使得凹陷部的直径从暴露面沿轴向方向增加。可选地是，凹陷部可以设有粘合剂、卷边、焊接部或至少一个径向突起部，该至少一个径向突起部在径向上延伸，以覆盖凸片的至少一部分。可选地是，在凹陷部包括底切部的情况下，凸片可以通过抵接在该底切部下方而被固定在凹陷部内。可选地是，凹陷部可以带有螺纹，使得可以经由合适的叉形工具或其它接合工具而将凸片旋拧到凹陷部中。

优选地是，凸片的轴向厚度小于该凹陷部的轴向深度。特别地是，凸片的厚度小于凹陷部的最小轴向深度，其中凹陷部的深度在螺母处是不均匀的。可选地是，显示面相对于暴露面在轴向上凹陷的距离小于螺母的径向壁厚。可选地是，所述距离小于半盲螺母或全盲螺母的端壁的厚度。

可选地是，所述岩栓可以是树脂锚栓、水泥灌浆锚栓或机械摩擦锚栓或带有螺母的任何其它锚栓。

附图说明

现在将仅通过举例的方式并且参考附图来描述本发明的具体实施例，在附图中：

图1是根据本发明的一个具体实施例的机械摩擦岩栓组件的局部截面图，该机械摩擦岩栓组件被构造用于锚固安装在形成于岩层内的孔内；

图2是根据本发明的上述具体实施例的锁紧螺母的截面透视图，该锁紧螺母被固定在图1的岩栓的尾端处；

图3是根据本发明的另一具体实施例的锁紧螺母的横截面透视图，该锁紧螺母能够固定到图1的岩栓的尾端；

图4是锁紧螺母的另一具体实施例的横截面透视图，该锁紧螺母能够固定到图1的岩栓的尾端；

图5是螺栓驱动器套筒的横截面透视图，该螺栓驱动器套筒被定位成与图4的锁紧螺母接触，以将图1的岩栓冲击驱动到钻孔中。

具体实施方式

本发明的锁紧螺母适合用于各种不同类型的岩栓，包括树脂岩栓、水泥浆岩栓和机械摩擦岩栓，其中该螺母能够经由协作配合的螺纹附接到岩栓的伸长轴的尾端。根据本发明的锁紧螺母用于不同类型的岩栓，本发明的锁紧螺母可以用于致动机械摩擦岩栓内的扩张器机构，和/或用于在安装有岩栓的钻孔周围的区域处将岩板或网栅板抵靠岩层固定。根据所有实施例，本发明的锁紧螺母带有内螺纹，并且适于可释放地固定到伸长轴的带螺纹的尾端上，该伸长轴延伸穿过岩栓。

为了描述本发明的方面，参考机械摩擦锚栓来描述被构造用于显示信息的锁紧螺母。具体地是，参考图1，摩擦岩栓组件10被构造用于安装和固定在孔36内，该孔36在岩层15内延伸。摩擦锚栓10通常是伸长的，其以纵向轴线52为中心，并且主要包括：伸长管25，该伸长管25在轴向上劈开；扩张器机构，该扩张器机构总体以附图标记11指示；以及锚固机构，该锚固机构总体以附图标记12指示。扩张器机构11朝管25的前导端16安装，而锚固机构12朝管25的尾端41定位。特别是，锚固机构12从管25向后突出，并且锚固机构12被定位在孔36的敞开端处且从孔36的敞开端延伸，该敞开端与岩层15的围绕该孔的敞开端的表面35相邻。

扩张器机构11可以由一对协作配合的楔形件14、17形成。第一楔形件14大体形成为具有内孔的环箍(collar)，该内孔具有径向面向内的螺纹，以与设置在伸长杆22的第一前导端21处的相对应的螺纹20接合并协作配合，该伸长杆22在轴向上从管尾端41穿过管25延伸到管前导端16。相应地是，可以经由相应的螺纹在杆22处对第一楔形件14进行轴向调节。第二楔形件17在朝向管前导端16的位置处被刚性地安装到管25的面向内的表面26。第一楔形件14和第二楔形件17各自分别包括横向于轴线52对准的相应的接合表面18、19。因此，通过沿杆22对第一楔形件14进行线性轴向调节，第一楔形件14的接合表面18抵接第二楔形件17的接合表面19，从而迫使第一楔形件14从轴线52径向向外并且迫使其抵靠于管的内表面26。扩张器机构11的径向扩张用以推动管25并且使管25抵靠孔36的内表面径向向外变形，以将摩擦锚栓组件10锁定在孔36内。

第一楔形件14的线性轴向移动由锚固机构12提供，该锚固机构12包括带内螺纹的螺母32，该螺母32安装到杆22的第二尾端40。因此，螺母32绕轴线52的旋转提供了杆22的相对应的旋转，该杆22的相对应的旋转进而(经由螺纹20)将第一楔形件14拉向管尾端41，以提供径向扩张力。锚固机构12还包括垫圈31(可替代地是称为垫片)，该垫圈31具有中心孔33，该中心孔33坐置在尾端40处的杆22周围并且围绕该杆22。垫片31不与螺母32、管25和锚栓组件10的其它部件一体形成，从而成为独立部件。垫片31从杆22和管25径向向外突出，使得在轴向上大体朝管前导端16定向的抵接表面37在径向上向外延伸超过管25的径向朝外面向的表面54。垫片31和表面37在径向上向外延伸超过管的外表面54的距离近似等于或大于垫片31从管的内表面26朝杆22径向向内突出的相对应的径向距离，其中该杆22以轴线52为中心。如应当理解的那样，可以对垫片31在径向上延伸超过管壁的距离进行变化并选择，以适合特定应用。因此，垫片31在管尾端41和杆尾端40处提供了径向向外延伸的凸缘。垫片31因此在径向上向外突出超过孔36(该孔形成在岩层15内)的直径，使得抵接表面37的至少径向外部区域能够抵靠岩层表面35被直接地或间接地支撑，该岩层表面35在径向上围绕孔的敞开端。

根据上述特定实施例，摩擦岩栓组件10包括总体以附图标记30指示的岩板，该岩板10形成为具有径向外部和相对应的径向内部的异型的大体环形的垫片。所述径向外部包括大体环形(或在其它情况下为矩形)的抵接表面23，该抵接表面23被构造为抵靠岩层表面35坐置，而所述内部以环形边缘48终止，该环形边缘48限定中心孔，该中心孔的直径略大于管25的直径，但小于垫片31的相对应的直径。特别是，岩板30的径向内边缘48被构造用以抵接垫片表面37，使得垫片31经由岩板30抵靠岩层表面35被支撑。因此，垫片31从管25径向向外突出，以在岩板30的所述径向内部和垫片31的径向外部之间提供适当的径向重叠，进而允许垫片31抵靠岩板30被支撑，该岩板30进而直接地或经由中间网栅片(未示出)抵靠岩层表面35被支撑，以在隧道坑壁或坑顶处提供对岩层的围堵。根据上述特定实施例的管尾端41没有在外部定位在管的外表面54处的环或环箍(未示出)。这种环或环箍可以被焊接到尾端41，以提供与岩板30的径向内边缘48抵接配合的区域。根据其它实施例，垫片31可以构造为经由抵接表面37和岩石表面35之间的相对应的抵接而直接抵靠岩层15坐置。

参照图2，螺母32包括外表面42，该外表面42具有多边形并且尤其是六边形的横截面轮廓。在外表面42上设置有螺纹39，以便在将锚栓10安装并且固定在孔36内的适当位置之前或一旦安装并且固定之后，将辅助附件安装到螺母32上。螺母32包括大体上圆筒形的内腔28，该内腔28由径向朝内面向的内表面55限定，在该内表面55上形成有螺纹34。螺纹34基本上在螺母32的整个轴向长度上在轴向面向前的环形接触面13和由端壁43限定的腔28的半盲最内端之间延伸。在端壁43内形成有开口50。然而，根据其它实施例，端壁43可以在整个直径上是实心的，从而限定全盲螺母32。螺母32的轴向后端由轴向面向后的环形暴露面38限定，该轴向面向后的暴露面38代表螺母壁27的轴向端，该螺母壁27限定内腔28。螺母32的后端进一步由端壁43和开口50限定。

根据上述具体的实施例，在端壁43的区域处，在螺母32的轴向后端处设置有大体上由附图标记45指示的凹陷部。特别是，暴露面38的中央区域沿轴向向内凹陷，使得显示面29(其代表端壁43的轴向面向后的表面)相对于暴露面38在轴向上凹陷。显示面29是环形的，以围绕圆形开口50，并且显示面29又由环形暴露面38围绕。根据上述特定实施例，显示面29相对于暴露面38在轴向上凹陷的轴向距离小于螺母壁27的厚度，并且特别是小于该壁厚的50％、40％、30％，并且所述轴向距离可以在螺母壁27的厚度的5％至30％或5％至20％的范围内。

参照图4，凹陷部45可以形成有底切部49，使得凹陷的直径从暴露面38沿轴向方向从暴露面38朝向端壁43增大。根据图2和图4的实施例，具有盘状构造的显示凸片47能够被安装在凹陷部45内。根据图4的实施例，凸片47可以通过在底切部49下方抵接接触而被固定，该底切部49形成围绕凸片47的周界的固定唇缘。相应地是，凸片47可以由诸如金属或聚合物的可弹性变形材料和/或柔性材料形成。因此，凸片47通过底切部49和壁43之间的摩擦接触而被固定在适当位置，并且凸片47被定位成与显示面29接触并且覆盖显示面29(图2)。凸片47的厚度小于凹陷部45的轴向深度，使得凸片显示面46相对于暴露面38共面对齐或优选是相对于暴露面38凹陷。

在端壁43处的凹陷的显示面29能够显示与锚栓10、安装区域、本文中描述的部件的制造商、安装人员相关的信息，或显示其它相关信息，包括材料、日期、产品代码、徽标、商标等。特别地是，显示面29能够显示标记，该标记可以被标识、印刷、蚀刻、压印或以其它方式附接在面29上。如应当理解的那样，可以在凸片显示面46处提供相同或相似的信息，且这种信息是对在端壁显示面29上显示的信息的补充或替代。

如参照图5所详细描述的那样，螺母32的当前布置结构是有利的，因为避免了锚栓驱动器工具(特别是驱动器套筒51)对显示面29、46的损害，该驱动器套筒51与螺母32接触，以便将岩栓10冲击锤入到孔36中。特别地是，驱动器套筒51包括环形前导端面53，其用于抵靠垫片31抵接接触。内腔57从端面53在轴向上延伸。肩部60在腔57的轴向内端处径向向内突出，以限定环形的腔端面56。大致圆筒形孔58从腔端面56轴向向后延伸，并且由径向朝内面向的表面59限定。优选地是，凹陷部45的直径，特别是显示面29的直径近似等于或小于驱动器套筒孔58的直径，以使得驱动器套筒51的任何部分都不能与壁43的显示面29和/或凸片显示面46抵接接触。如应理解的那样，驱动器套筒51可以在设计上变化并且可以不包括中心孔58，使得腔端面56是圆形的并且能够抵靠螺母32的面向后的端面完全抵接接触。驱动器套筒端面56经由凹陷部45仅抵接暴露面38，以保护并保留设置在相应的显示面29、46上的信息(标记)44。

参照图3描述了本发明的另一实施例，在该实施例中，螺母32不是盲螺母或半盲螺母，并且(图2的)内腔28在接触面13和轴向最后暴露面38之间延伸螺母32的整个轴向长度。根据该另一实施例，凹陷部45是环形的，并且作为环形通道或凹槽的形式凹陷到暴露面38中，以便将暴露面38在径向上分成环形内面38b和环形外面38a。如参考图2所描述的是，在显示面29处提供信息44(在图3的实施例中未示出)。另外，参考图4所描述类型的环形凸片46可以经由参照图4的实施例描述的可选的锚固机构而被安装在环形凹陷部45内。应当理解，本发明的所有实施例的重要方面是，显示面29相对于轴向最后暴露面38、38a、38b在轴向上凹陷，以便避免与驱动器套筒端面56的损坏性抵接接触。这种凹陷布置结构还可以保护并保留所显示的信息，以免由于辅助固定装置(诸如岩板、开采服务设施、管道、缆索、孔眼、网栅板附件等)的附接而受损。