一种井下巷道防冲击地压支护锚索

1.本发明涉及矿山开采支护技术领域，具体为一种井下巷道防冲击地压支护锚索。


背景技术：

2.冲击地压是指巷道或工作面周围岩体，由于弹性变形势能的瞬间释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，从而造成煤岩体抛出、巨响及气浪等现象，因此，通过锚索支护结构对岩体进行拉伸，从而对冲击地压所产生的瞬间释放的弹性变形势能进行吸收和对抗。而现有的锚索支护装置中，结构简洁，支护抗拉伸强度降低，锚索张紧调节性能较差，易断裂以及与钻孔底部发生松动，从而导致对弹性变形势能的吸收及对抗强度较低，从而导致对岩体的稳固效果较差。
3.因此，本领域技术人员提供了一种井下巷道防冲击地压支护锚索，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种井下巷道防冲击地压支护锚索，其特征在于：其包括：锚索，所述锚索为多组，其用于集中固定于钻孔内部；钻孔左侧底部衔接固定的端部固定件；嵌入并同轴固定于钻孔右侧端部的固定筒体，所述固定筒体的左侧底部壳体同轴嵌入有导向盘，所述导向盘与固定筒体通过密封垫密封衔接，所述导向盘右侧盘面同轴设有注浆箱体，所述注浆箱体通过j型固定板与固定筒体的内筒壁衔接固定；同轴设于固定筒体内部的吸能张紧装置，所述吸能张紧装置包括用于锚索轴向吸能张紧的吸能组件和径向张紧支承的内张紧组件；同轴设于固定筒体右端部的外张紧组件，对每组锚索的右端部进行分隔外扩导向并铺设于巷道表面，并与相邻钻孔内所对应的锚索通过嵌入巷道内壁的转接压固座件进行衔接固定。
5.作为本发明的一种优选技术方案，贯穿吸能组件和内张紧组件右端的锚索部分为外廓锚索，所述外廓锚索导入贯穿外张紧组件，且具有较大柔韧性。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述端部固定件上集中固定安装的锚索数量设为七组，外部呈等边六边形排布六组，以及轴心设有一组轴心锚索。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述吸能组件包括：轴向等距排列三组的衔接环筒，其内部均嵌入固定有锁紧筒件，且每个锁紧筒件与每组锚索一一对应并对锚索锁紧固定，所述衔接环筒的外环壁均固定有呈圆周排列设置的衔接座，轴向相邻的衔接座均分别通过八字扩缩杆件铰接连接，且每组所述八字扩缩杆件的扩缩角顶端均安装有卡位板座；沿所述固定筒体内壁上开设有轴向紧密排列多组的环形卡槽，所述环形卡槽与所
述卡位板座相对应贴合卡固。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述锁紧筒件包括：锁紧筒，其左右端部均同轴固定有衔接筒，所述衔接筒内填充有环筒形结构的弹性滑网架；沿所述锁紧筒内筒壁铰接安装有轴向线性排列多组和径向圆周排列多组的锁紧杆，所述锁紧杆均向巷道表面一侧倾斜设置，每组轴向同平面内且相邻的锁紧杆均通过内拉伸弹簧连接，位于每组轴向同平面内最左、右端部的锁紧杆均通过压缩弹性杆与锁紧筒对应左、右内壁铰接连接；呈筒形结构并套于锚索外壁的粗糙防滑套，沿所述粗糙防滑套外侧壁上固定有轴向线性排列的限滑环，且相邻所述限滑环与锁紧杆交替设置，所述限滑环的环形面为倾斜环面。
9.作为本发明的一种优选技术方案，与所述限滑环对应的粗糙防滑套上均嵌入有锁紧环片。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述限滑环、锁紧杆与水平面的倾斜夹角为60
°
。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述内张紧组件包括：套于所述锚索外部设置有可轴向滑动的导向盘二，所述导向盘二外环壁上固定有可径向伸缩并与卡位板座一一对应固定设置的t型伸缩杆座，所述t型伸缩杆座上设有滑套座，所述t型伸缩杆座远离卡位板座的一端外侧套有可滑动的衔接滑环，所述衔接滑环的上端通过压缩弹簧与滑套座的下端面衔接连接，且所述导向盘二的左侧和右侧对称设有套于锚索外部的导向盘一；固定座，被配置为多组，分别安装于八字扩缩杆件中倾斜弹性杆的中部、导向盘一的外部并呈圆周排列设置以及衔接滑环的外环壁上并呈左右对称设置；连杆一，被配置为多组，分别将每组倾斜弹性杆上的固定座与倾斜弹性杆对应侧的位于导向盘一上的固定座铰接连接；连杆二，被配置为多组，分别将位于导向盘一上的固定座与导向盘一上同平面且同侧的固定座铰接衔接；导向杆，被配置为多组，贯穿导向盘一、导向盘二滑动连接，所述导向杆的左右端分别嵌入对应侧的所述衔接筒内部并与弹性滑网架相连接。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述外张紧组件包括：呈圆周排列设置的液压杆，其右侧输出端固定有六角导向架，所述六角导向架中部设有旋转的张紧轮盘，所述张紧轮盘上靠近固定筒体的外径处安装有对轴心锚索进行锁紧固定的固定柱，所述张紧轮盘的内径处安装有绕接轴心锚索的绕接柱，位于张紧轮盘及六角导向架的对应位置开设有呈圆周排列的固位卡腔，且所述固位卡腔与固定柱的半径相同；在所述固定筒体的右端部以及六角导向架的六角端部分别设有压轮组，所述压轮组与每组锚索一一对应，并对锚索进行导向夹持。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述转接压固座件呈蜂窝状等边六边形排布，并用于将六角导向架中相邻且处于同一平面内相近的压轮组中引出的锚索同线衔接并压
固锁紧。
14.与现有技术相比，本发明提供了一种井下巷道防冲击地压支护锚索，具备以下有益效果：本发明中通过吸能张紧装置中的吸能组件和内张紧组件的组合形成自适应调控结构，进而对锚索被迫产生的拉伸、回缩进行配合缓冲吸能与张紧，促使锚索与岩体之间形成安全有效的支护作用，以及将钻井内部的锚索与巷道表面的锚索形成一体式伸拉结构，增大处于固定筒体一端处的巷道表面受力面积，同时，避免位于固定筒体一端处的巷道表面局部较小的区域受到同等拉力时，导致该区域的压强被迫增大，对此区域造成撕裂及支护点的塌陷，而通过每两组以固定筒体轴心线呈中心对称的八字扩缩杆件，再次形成一个呈菱形支撑形态的支护架体，进而提高其受力均匀度以及形变可控性，从而提高以较佳且较为规则的形变适配锚索伸拉所产生的弹性势能，以及对锚索复位能力的提升，避免锚索瞬间受到强大的拉力时，形变量未能跟随其弹性势能的产生速率以及产生量，所导致锚索的断裂。
附图说明
15.图1为本发明的支护锚索结构示意图；图2为本发明的吸能张紧装置局部结构放大示意图；图3为本发明的卡位板座及连杆一和连杆二实施示意图；图4为本发明的锁紧筒件结构放大示意图；图中：1、端部固定件；2、锚索；21、外廓锚索；3、固定筒体；4、导向盘；5、密封垫；6、注浆箱体；7、吸能张紧装置；8、吸能组件；9、内张紧组件；10、液压杆；11、外张紧组件；12、转接压固座件；13、j型固定板；14、压轮组；81、锁紧筒件；82、衔接环筒；83、八字扩缩杆件；84、外拉伸弹簧；85、衔接座；86、环形卡槽；87、卡位板座；91、固定座；92、导向盘一；93、导向盘二；94、t型伸缩杆座；95、压缩弹簧；96、连杆一；97、连杆二；98、导向杆；111、张紧轮盘；112、固定柱；113、绕接柱；114、固位卡腔；811、锁紧筒；812、衔接筒；813、弹性滑网架；814、锁紧杆；815、内拉伸弹簧；816、压缩弹性杆；817、粗糙防滑套；818、锁紧环片；819、限滑环。
具体实施方式
16.参照图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种井下巷道防冲击地压支护锚索，其包括：锚索2，所述锚索2为多组，其用于集中固定于钻孔内部；钻孔左侧底部衔接固定有端部固定件1，通过端部固定件1对多组锚索2进行集中固定，再将端部固定件1送入钻孔底部与钻孔底部的岩层进行固定；嵌入并同轴固定于钻孔右侧端部的固定筒体3，所述固定筒体3的左侧壳体同轴嵌入有导向盘4，所述导向盘4与固定筒体3通过密封垫5密封衔接，所述导向盘4右侧盘面同轴设有注浆箱体6，所述注浆箱体6通过j型固定板13与固定筒体3的内筒壁衔接固定，当锚索2固定完成后，再向注浆箱体6内部注入凝固浆液，促使锚索2与凝固浆液、注浆箱体6、j型固定板13及固定筒体3呈一体式支护结构；同轴设于固定筒体3内部的吸能张紧装置7，所述吸能张紧装置7包括用于锚索2轴
向吸能张紧的吸能组件8和径向张紧支承的内张紧组件9，通过吸能组件8与内张紧组件9组合为自适应调控结构，进而对锚索2被迫产生的拉伸、回缩进行配合缓冲吸能与张紧，促使锚索2与岩体之间形成安全有效的支护作用；同轴设于固定筒体3右端部的外张紧组件11，对每组锚索2的右端部进行分隔外扩导向并铺设于巷道表面，并与相邻钻孔内所对应的锚索通过嵌入巷道内壁的转接压固座件12进行衔接固定，从而促使锚索2在钻孔内部与巷道表面形成一体式伸拉结构，增大处于固定筒体3一端处的巷道表面受力面积，从而避免位于固定筒体3一端处的巷道表面局部较小的区域受到同等拉力时，从而导致该区域的压强被迫增大，对此区域造成撕裂及支护点的塌陷。
17.本实施例中，贯穿吸能组件8和内张紧组件9右端的锚索部分为外廓锚索21，所述外廓锚索21导入贯穿外张紧组件11，且具有较大柔韧性；从而便于将巷道表面的锚索铺设呈支护网。
18.本实施例中，所述端部固定件1上集中固定安装的锚索2的数量设为七组，外部呈等边六边形排布六组，以及轴心设有一组轴心锚索，其中，外部六组锚索用于巷道表面支护网的铺展，轴心锚索用于固定牵拉，进一步提高支护综合强度。
19.本实施例中，所述吸能组件8包括：轴向等距排列三组的衔接环筒82，其内部均嵌入固定有锁紧筒件81，且每个所述锁紧筒件81与每组锚索2一一对应并对锚索2锁紧固定，所述衔接环筒82的外环壁均固定有呈圆周排列设置的衔接座85，轴向相邻的衔接座85均通过八字扩缩杆件83铰接衔接，且每组所述八字扩缩杆件83的扩缩角顶端安装有卡位板座87，位于所述八字扩缩杆件83中的倾斜弹性杆件上安装外拉伸弹簧84，所述外拉伸弹簧84初始状态为拉伸状态，从而使得八字扩缩杆件83具有内收缩趋向作用力，进而拉紧锚索；作为较佳实施例，八字扩缩杆件83的扩缩角的初始夹角为120
°
，以及八字扩缩杆件83的设置数量为偶数，从而使得每两组以固定筒体3轴心线呈中心对称的八字扩缩杆件83，再次形成一个呈菱形支撑形态的支护架体，进而提高其受力均匀度以及形变可控性，从而提高以较佳且较为规则的形变适配锚索伸拉所产生的弹性势能，以及对锚索复位能力的提升，避免锚索瞬间受到强大的拉力时，形变量未能跟随其弹性势能的产生速率以及产生量，所导致锚索的断裂；沿所述固定筒体3内壁上开设有轴向紧密排列多组的环形卡槽86，所述环形卡槽86与所述卡位板座87相对应贴合卡固，通过轴向设置多组的环形卡槽86，对卡位板座87轴向位移进行限制。
20.本实施例中，所述锁紧筒件81包括：锁紧筒811，其左右端部均同轴固定有衔接筒812，所述衔接筒812内填充有环筒形结构的弹性滑网架813；沿所述锁紧筒811内筒壁铰接安装有轴向线性排列多组和径向圆周排列多组的锁紧杆814，所述锁紧杆814均向巷道表面一侧倾斜设置，每组轴向同平面内且相邻的锁紧杆814均通过内拉伸弹簧815连接，位于每组轴向同平面内最左、右端部的锁紧杆814均通过压缩弹性杆816与锁紧筒811对应左、右内壁铰接连接；呈筒形结构并套于锚索2外壁的粗糙防滑套817，沿所述粗糙防滑套817外侧壁上固定有轴向线性排列的限滑环819，且相邻所述限滑环819与锁紧杆814交替设置，所述限滑
环819的环形面为倾斜环面；其中，锁紧杆814的外端部呈球体状，进而使得与粗糙防滑套817接触后，锚索带动粗糙防滑套817位移时，锁紧杆814以其端部球面旋滑接触粗糙防滑套817表面，进而避免以平面摩擦形式造成的损伤式接触，从而避免锁紧杆814及粗糙防滑套817的粗糙系数的降低；作为较佳实施例，粗糙防滑套817为交错拧结的短钢丝制备的丝筒，并被凝固浆液浇筑，其浇筑外圈直径微小于丝筒外径，以便留有丝头，形成粗糙面，以便与锁紧杆814端部球面摩擦顶压，且当锚索受到较大拉力时，其锚索均有伸入钻孔方向的位移趋向，促使锁紧杆814对粗糙防滑套817的顶压强度也随之增大，从而同步提升对锚索的径向夹持强度，进而降低锚索的滑脱率。
21.本实施例中，与所述限滑环819对应的粗糙防滑套817上均嵌入有锁紧环片818，从而提高与锚索同轴锁固强度，避免错位滑脱。
22.本实施例中，所述限滑环819、锁紧杆814与水平面的倾斜夹角为60
°
。
23.本实施例中，所述内张紧组件9包括：套于所述锚索2外部设置有可轴向滑动的导向盘二93，所述导向盘二93外环壁上固定有可径向伸缩并与卡位板座87一一对应固定设置的t型伸缩杆座94，所述t型伸缩杆座94上设有滑套座，所述t型伸缩杆座94远离卡位板座87的一端外侧套有可滑动的衔接滑环，所述衔接滑环的上端通过压缩弹簧95与滑套座的下端面衔接连接，且所述导向盘二93的左侧和右侧均设有套于锚索2外部的导向盘一92，且所述导向盘一92对称设置，从而形成径向可伸缩结构，避免锚索被拉伸时，造成的八字扩缩杆件扩缩角的增大，从而导致对锚索径向锁固强度的下降；固定座91，被配置为多组，分别安装于八字扩缩杆件83中倾斜弹性杆的中部、导向盘一92的外部并呈圆周排列设置以及衔接滑环的外环壁上并呈左右对称设置；连杆一96，被配置为多组，分别将每组倾斜弹性杆上的固定座与倾斜弹性杆对应侧位于导向盘一92上的固定座铰接连接；连杆二97，被配置为多组，分别将位于导向盘一92上的固定座与导向盘一92上同平面且同侧的固定座91铰接衔接；导向杆98，被配置为多组，贯穿导向盘一92、导向盘二93滑动连接，所述导向杆98的左右端分别嵌入对应侧的所述衔接筒812内部并与弹性滑网架813相连接；通过连杆二97、连杆一96的传递推压，促使对锚索径向及轴向的锁固强度实时处于较大状态。
24.本实施例中，所述外张紧组件11包括：呈圆周排列设置的液压杆10，其右侧输出端固定有六角导向架，所述六角导向架中部设有旋转的张紧轮盘111，所述张紧轮盘111上靠近固定筒体3的外径处安装有对轴心锚索进行锁紧固定的固定柱112，所述张紧轮盘111的内径处安装有绕接轴心锚索的绕接柱113，位于张紧轮盘111及六角导向架的对应位置开设有呈圆周排列的固位卡腔114，且所述固位卡腔与固定柱112的半径相同；通过液压杆10可快速对锚索张紧度的调控，且简洁高效，而预留出与巷道表面形成的间隙，则促使巷道表面形成锚索网区域，对钻孔内的锚索被迫拉伸的缓冲，且位于固定筒体3内的外廓锚索的外廓倾斜角为30
°
；
在所述固定筒体3的右端部以及六角导向架的六角端部分别设有压轮组14，所述压轮组14与每组锚索一一对应，并对锚索进行导向夹持。
25.本实施例中，所述转接压固座件12呈蜂窝状等边六边形排布，并用于将六角导向架中相邻且处于同一平面内相近的压轮组14中引出的锚索同线衔接并压固锁紧，进而使得钻孔内的锚索与巷道表面的锚索网形成整体受力配合支护结构，从而提高锚索支护的整体支护强度。
26.在具体实施时，其包括以下步骤：s1：将对应数量的锚索固定于端部固定件上，并导入钻孔内部，与钻孔底部进行注浆固定，并将锚索外侧端部依次贯穿导向盘、注浆箱体、吸能张紧装置，并与外张紧组件进行张近固定；s2：待外张紧组件调节完成后，向注浆箱体内注入凝固浆液进行凝固；s3：通过液压杆进行调控吸能张紧装置右端侧锚索张紧强度，同时通过转接压固座件对巷道表面的锚索进行集固，促使巷道表面的锚索呈蜂窝状六边形伸拉结构，完成对巷道的支护锚索的铺设。
27.以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。