专利名称:伸缩式锚杆的制作方法
本实用新型属于一种在采矿工程中对软岩巷道支护用的锚杆。
在采矿工程领域中岩层的破碎带、崩落带采用锚杆锚固是支护巷道围岩的有效措施之一。在松软岩层中采用锚杆锚固是近年来推广的支护方法。现行的普通锚杆自身的可缩量和刚度与所支护围岩的最大变形量和刚度相比相差甚远，二者的不匹配是导致锚固失败的主要原因，尤其是在软岩支护中。从锚杆锚固机理的研究表明增加锚杆的伸长量、降低锚杆的弹性模量可以有效地降低作用在锚杆上的力，从而保证锚杆在软岩的锚固作用。为此要研制可缩性较大的新型锚杆，国外曾研制各种在锚头或锚尾增加可缩装置的锚杆，近年来又发展了一种用特殊合金制作的全长锚固的可缩性锚杆。
苏联专利SU－926318报到了一种可缩性锚杆。如附图1所示，该锚杆由管箍(2)、不移动的头部(1)和可移动的尾部(3)组成；尾杆借助于紧固的螺母(5)与支承垫板(4)固定，管箍与头部或尾部杆之间的任一端为刚性联接。这种锚杆虽然能使围岩和锚杆的可缩性相匹配，但是锚固方式只有一定的初锚力，因而当围岩发生一定位移后，锚固层难以满足围岩所需的予支力。而且，该种结构的锚杆结构复杂，在实际工程中使用不便。
基于已有的伸缩锚杆存在上述的不足点，本实用新型的发明目的在于简化锚杆的结构，借助锚杆进行二次注浆，使锚杆在最大限度地利用围岩自承能力的前提下围岩的锚固层达到更加稳定。
为了实现上述的发明目的，本实用新型提供了一种新的伸缩式锚杆。在采矿工程中对软岩巷道支护用的一种伸缩式锚杆，由不移动的头部、可移动的尾部以及锚杆尾端的垫板、垫板的固定环组成；其特征在于锚杆的头部和尾部均由不同直径的两个钢管相配合组成，其中一个钢管为留缝钢管，另一个钢管为无缝钢管，且两个钢管的联接段为过盈配合。
本实用新型按照上述的由一个留缝钢管和一个无缝钢管过盈配合组成的伸缩式锚杆，其中一个钢管为不移动的固定于围岩上的头部，则另一个钢管为可移动的锚杆尾部，并且尾杆上设有垫板和垫板的固定环。为了能使水泥砂浆从锚杆的底部顺利地注入到钻孔里，在锚杆的头部钢管上钻有几个注浆小孔。伸缩式锚杆中的留缩钢管因有一定的刚度，当留缝钢管的直径在外力的作用下发生变化时，留缝钢管在其轴线的垂直方向上产生与外力相反方向的作用力。因此，留缝钢管与无缝钢管过盈配合时在过盈配合段产生作用力与反作用力，因而当锚杆的两端存在拉力时在锚杆的过盈配合段产生与拉力相反的摩擦力。伸缩式锚杆的锚固力就靠此摩擦力来满足。实际使用时将锚杆的头部固定于孔道的底部，其固定方法是先将快硬水泥卷插入孔道底部，再把锚杆顶入快硬水泥卷里，为了使锚杆顶端顺利顶进快硬水泥卷里，把顶端作成锥形或扁形。在锚杆头部上固定一个园形托环，以防快硬水泥卷在插进锚杆时掉下，而且该托环还可以起到锚杆的导向作用。锚杆的头部固定于围岩后，在锚杆的尾部套上垫板，用垫板的固定环托住垫板。这样锚杆可以起到锚固作用。随着时间的推移松软岩巷道发生一定的位移和变形，伸缩或锚杆随之发生拉伸起到支护围岩的作用。当松软岩巷道达到一定的位移和变形后，为了使伸缩式锚杆的锚固层更加稳定，在锚杆的周围注入水泥砂浆，水泥砂浆是从锚杆的底部经锚杆头部钻有的注浆小孔注入到孔道内，水泥砂浆与锚杆、孔道内壁凝固在一起产生很大的锚固力，在围岩的支护过程中，本伸缩式锚杆在二次注浆前后的锚固力P与其变形量u之间的关系，可由附图5所示的P－U曲线来表示。图中的P1为二次注浆前伸缩式锚杆的锚固力，P2为二次注浆后锚杆的锚固力。
附图1为SU－926318专利所公开的一种可缩性锚杆；附图2为本实用新型所提供的伸缩式锚杆，其中头部为外管、尾部为内管；附图3为本实用新型所提供的伸缩式锚杆，其中头部为内管、尾部为外管；附图4为本实用新型所提供的伸缩式锚杆，其中头部为内管、尾部为外管，并且内管穿出外管；附图5为本实用新型在围岩的支护过程中，其锚固力与变形量之间的P－U曲线图。
本实用新型按照上述结构组成的伸缩式锚杆，借助于留缝钢管与无缝钢管过盈配合而产生的摩擦力，可以满足松软岩与锚杆的可缩性相匹配下满足锚杆的锚固力，而且可以在最大限度地利用围岩自承能力的前提下采用二次注浆方法将锚固层趋于更加稳定状态。本实用新型与已有的有伸缩结构的锚杆相比，具有结构简单、易于加工制造、使用方便等特点，可广泛推广应用于松软岩巷道的支护领域。
本实用新型的实施例之一按照附图2所示，伸缩式锚杆由不移动的头部(6)、可移动的尾部(7)、垫板(8)、垫板的固定环(9)组成，而且锚杆的头部为留缝钢管、尾部为无缝钢管。留缝钢管的长度为1000mm，其外径为27mm，内径为21mm；无缝钢管的长度为1500mm，其外径为21.3mm。留缝钢管与无缝钢管之间过盈配合段的长度为500mm，钢管的材质均为A3。在锚杆的头部上固定有托环(10)，由φ6mm的钢筋焊成；而且在托环与过盈配合段之间钻有注浆小孔(11)。为了能使注浆管道易固定于锚杆底部钢管上，距垫板的固定环下面30mm处焊有φ6mm的钢筋环(12)。垫板的固定环也是由φ6mm的钢筋焊成的。按上述尺寸构成的伸缩式锚杆，在二次注浆前的锚固力达4吨力以上。
本实用新型的实施例之二与实施例一相仿，按照附图2由锚杆的头部(6)、尾部(7)、垫板(8)、垫板的固定环(9)组成，头部为无缝钢管、尾部为留缝钢管，无缝钢管与留缝钢管之间为过盈配合。
本实用新型的实施例之三按照附图3所示，伸缩式锚杆由不移动的头部(12)、可移动的尾部(13)、垫板(14)、垫板的固定环(15)组成；头部为留缝钢管、尾部为无缝钢管，留缝钢管与无缝钢管之间为过盈配合联接。
本实用新型的实施例之四与实施例之三相仿，按照附图3伸缩式锚杆由头部(12)、尾部(13)、垫板(14)、垫板的固定环(15)组成；头部为无缝钢管、尾部为留缝钢管，无缝钢管与留缝钢管间的联接段为过盈配合。
本实用新型的实施例之五按照附图4所示，伸缩式锚杆由不移动头部(16)、可移动的尾部(17)、垫板(18)、垫板的固定环(19)组成；头部为无缝钢管，尾部为留缝钢管，且无缝钢管穿出留缝钢管，无缝钢管与留缝钢管仍为过盈配合。在无缝钢管的尾端设有能卡住留缝钢管的卡环(20)。这种结构的伸缩式锚杆，随着围岩的位移和变形锚杆的尾部(17)被卡住在卡环上，因而伸缩式锚杆此时转为刚性锚固。根据松软围岩的具体情况，锚杆尾部被卡环卡住前后仍可以二次注浆。
本实用新型的实施例之六与实施例之五相仿，按照附图4伸缩式锚杆由头部(16)、尾部(17)、垫板(18)、垫板的固定环(19)以及卡环(20)组成；锚杆头部为留缝钢管，尾部为无缝钢管；留缝钢管穿出无缝钢管，且留缝钢管与无缝钢管之间为过盈配合。
权利要求
在采矿工程中对软岩巷道支护用的一种伸缩式锚杆，由不移动的尾部以及垫板、垫板的固定环组成，其特征在于锚杆的头部和尾部均由不同直径的两个钢管相配合组成，其中一个钢管为留缝钢管，另一个钢管为无缝钢管，且两个钢管的联接段为过盈配合。
专利摘要
本实用新型属于采矿工程，工程中对软岩巷道支护用的一种可缩性锚杆。该锚杆由不移动的头部、可移动的尾部、垫板、垫板的固定环组成，而且头部和尾部由不同直径的留缝钢管和无缝钢管过盈配合相联接。本实用新型具有结构简单、易于制造、使用方便等特点，并且在围岩发生一定的位移和变形后通过锚杆的钢管可以对锚杆周围进行注浆，使锚杆的锚固层达到更加稳定。本实用新型广泛用于软岩巷道的支护领域。
文档编号E21D21/00GK86208821SQ86208821
公开日1987年11月18日 申请日期1986年11月1日
发明者郑雨天, 王大庆, 宋琳, 许春铁 申请人:东北工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan