一种煤矿井下多重锚固锚杆的制作方法

本实用新型属于煤矿井下锚固技术领域，尤其涉及一种煤矿井下多重锚固锚杆。

背景技术：

在煤矿井下巷道支护中，锚杆是最基本的组成部分，其将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身具有支护能力，锚杆作为伸入地层或岩层的受力构件。我国煤矿开采中，每年新掘的锚喷支护的井巷工程长达2000千米，但是支护锚杆绝大多数都是从采用最简单的钢筋锚杆，仅利用水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂，目前煤矿井下用锚杆单根抗拉拔力较小，可靠性较低，并且施工量及综合成本较高。

随着煤矿井下支护理论及工程实践的发展，煤矿井下支护中在不增加较大工程量及施工成本的前提下，需要一种锚固效果更好可靠性更高的井下锚固锚杆。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，同时实现在不增加施工成本和工程量，并且提高锚固效果，本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆，在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上，增加了胀套与基岩的机械咬合力，并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力，从而使该锚杆抗拉拔力更大，综合成本更低，可靠性更好。

一种煤矿井下多重锚固锚杆，包括中心杆、膨胀套管、锥体、挡塞、托盘、紧固螺母；

中心杆一端固定连接有锥体，中心杆与锥体连接的一端设置有外螺纹，中心杆内部沿轴线设置有注浆通孔，中心杆中部沿径向设置有多个注浆孔；

膨胀套管套设于中心杆和锥体外侧，膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔，膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径，大于锥体的最小外径，从而保证锥体与膨胀套管通孔紧密接触，通过锥体实现膨胀套管的膨胀；膨胀套管通孔小直径一端与中心杆具有间隙，挡塞套设于中心杆上并设置于该间隙中，实现膨胀套管端部密封；膨胀套管外壁设置有紧固钉，膨胀套管的中部设置有注浆孔；

托盘套设于挡塞外侧的中心杆上，托盘外侧的中心杆上螺纹连接有紧固螺母。

进一步的，锥体更深入钻孔的一端的直径大于另一端直径，锥体内部设置有与中心杆外螺纹连接的螺纹孔，螺纹孔靠近锥体大直径一端设置有锥体螺母，锥体螺母与中心杆深入螺纹孔一端固定连接，锥体大直径一端的端部设置有注浆孔。

进一步的，挡塞小直径端面为圆形，大直径端面为盘状，内部设置有与中心杆过盈配合的通孔，挡塞为橡胶材料制成。

进一步的，紧固钉沿膨胀套管外壁呈螺旋状设置，以便于锚杆整体放置于钻孔时能实现一定的钻进效果，膨胀套管上的紧固钉与注浆孔间隔设置。

进一步的，托盘为具有边沿的盘状，其中心具有与中心杆配合的通孔，托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合，保证了在外侧紧固螺母拧紧时挡塞受力均匀，托盘边沿与钻孔周围的岩壁相贴合。

本实用新型安装时，先将锥体与中心杆一端连接，并保证中心杆与锥体内部的锥体螺母固定连接，然后将膨胀套管从中心杆另一端套入中心杆，利用膨胀套管与锥体配合的倾斜面，使锥体与膨胀套管通孔贴合，对膨胀套管另一侧施加外力，保证膨胀套管与锥体初步贴合紧固，之后将挡塞套过中心杆后设置于膨胀套管与中心杆之间的间隙中，对挡塞施加外力，使挡塞初步紧固于间隙中，然后在挡塞外部的中心杆上套设托盘，并在托盘外侧的中心杆上螺纹连接紧固螺母，中心杆靠近钻孔一端均设置有螺纹，便于紧固螺母沿中心杆旋紧，至此该煤矿井下多重锚固锚杆安装完毕。

本实用新型使用时，将该锚杆放置于提前钻设的岩层钻孔中，由于钻孔中具有岩屑等，在将锚杆放入钻孔中时，可以适当旋转锚杆，利用膨胀套管外壁的紧固钉排除钻孔中的岩屑等障碍，当托盘与钻孔周围的岩壁贴合后，利用工具旋紧紧固螺母，在旋紧过程中中心杆会带动锥体向钻孔孔口方向运动，锥体运动过程中会沿着膨胀套管通孔将膨胀套管扩径，使膨胀套管外壁上的紧固钉嵌入岩层中，并且随着锥体的运动而逐步与岩层紧紧咬合，在使锥体运动预定距离后，在钻孔外侧中心杆的端部连接注浆装置，沿中心杆的注浆通孔进行注浆，使浆液通过中心杆、膨胀套管、锥体端部的注浆孔进入岩层缝隙，从而进一步的加固锚杆对岩层的锚固力。

有益效果：本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆，在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上，增加了胀套与基岩的机械咬合力，并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力，从而使该锚杆抗拉拔力更大，综合成本更低，可靠性更好。

采用的托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合，两者形成配合紧密的内凹面和外凸面，保证了在外侧紧固螺母拧紧时挡塞受力均匀。

采用的膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔，膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径，大于锥体的最小外径，从而保证锥体与膨胀套管通孔紧密接触，通过锥体实现膨胀套管的膨胀，保证了锥体沿膨胀套管通孔运动实现套管扩径的效果。

附图说明

图1，本实用新型的煤矿井下多重锚固锚杆的结构示意图；

图2，本实用新型的锥体结构示意图；

图3，本实用新型的挡塞及托盘结构示意图；

图4，本实用新型的膨胀套管左视图。

图中，1、中心杆；2、膨胀套管；3、锥体；4、挡塞；5、托盘；6、紧固螺母；7、注浆通孔；8、紧固钉；9、锥体螺母。

具体实施方式

本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆，在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上，增加了胀套与基岩的机械咬合力，并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力，从而使该锚杆抗拉拔力更大，综合成本更低，可靠性更好。现结合附图1-4对本实用新型的具体结构及安装和使用方法进行说明。

一种煤矿井下多重锚固锚杆，包括中心杆1、膨胀套管2、锥体3、挡塞4、托盘5、紧固螺母6；

中心杆1一端固定连接有锥体3，中心杆1与锥体3连接的一端设置有外螺纹，中心杆1内部沿轴线设置有注浆通孔7，中心杆1中部沿径向设置有多个注浆孔；

膨胀套管2套设于中心杆1和锥体3外侧，膨胀套管2具有与锥体3外壁倾斜角度相配合的通孔，膨胀套管2通孔的最大直径小于锥体3的最大外径，大于锥体3的最小外径，从而保证锥体3与膨胀套管2通孔紧密接触，通过锥体3实现膨胀套管2的膨胀；膨胀套管2通孔小直径一端与中心杆1具有间隙，挡塞4套设于中心杆1上并设置于该间隙中，实现膨胀套管2端部密封；膨胀套管2外壁设置有紧固钉8，膨胀套管2的中部设置有注浆孔；

托盘5套设于挡塞4外侧的中心杆1上，托盘5外侧的中心杆1上螺纹连接有紧固螺母6。

在一个或多个实施例中，锥体3更深入钻孔的一端的直径大于另一端直径，锥体3内部设置有与中心杆1外螺纹连接的螺纹孔，螺纹孔靠近锥体3大直径一端设置有锥体螺母9，锥体螺母9与中心杆1深入螺纹孔一端固定连接，锥体3大直径一端的端部设置有注浆孔。

在一个或多个实施例中，挡塞4小直径端面为圆形，大直径端面为盘状，内部设置有与中心杆1过盈配合的通孔，挡塞4为橡胶材料制成。

在一个或多个实施例中，紧固钉8沿膨胀套管2外壁呈螺旋状设置，以便于锚杆整体放置于钻孔时能实现一定的钻进效果，膨胀套管2上的紧固钉8与注浆孔间隔设置。

在一个或多个实施例中，托盘5为具有边沿的盘状，其中心具有与中心杆1配合的通孔，托盘5内凹侧一端与挡塞4大直径端面贴合，保证了在外侧紧固螺母6拧紧时挡塞4受力均匀，托盘5边沿与钻孔周围的岩壁相贴合。

本实用新型安装时，先将锥体3与中心杆1一端连接，并保证中心杆1与锥体3内部的锥体螺母9固定连接，然后将膨胀套管2从中心杆1另一端套入中心杆1，利用膨胀套管2与锥体3配合的倾斜面，使锥体3与膨胀套管2通孔贴合，对膨胀套管2另一侧施加外力，保证膨胀套管2与锥体3初步贴合紧固，之后将挡塞4套过中心杆1后设置于膨胀套管2与中心杆1之间的间隙中，对挡塞4施加外力，使挡塞4初步紧固于间隙中，然后在挡塞4外部的中心杆1上套设托盘5，并在托盘5外侧的中心杆1上螺纹连接紧固螺母6，中心杆1靠近钻孔一端均设置有螺纹，便于紧固螺母6沿中心杆旋紧，至此该煤矿井下多重锚固锚杆安装完毕。

本实用新型使用时，将该锚杆放置于提前钻设的岩层钻孔中，由于钻孔中具有岩屑等，在将锚杆放入钻孔中时，可以适当旋转锚杆，利用膨胀套管外壁的紧固钉排除钻孔中的岩屑等障碍，当托盘与钻孔周围的岩壁贴合后，利用工具旋紧紧固螺母，在旋紧过程中中心杆会带动锥体向钻孔孔口方向运动，锥体运动过程中会沿着膨胀套管通孔将膨胀套管扩径，使膨胀套管外壁上的紧固钉嵌入岩层中，并且随着锥体的运动而逐步与岩层紧紧咬合，在使锥体运动预定距离后，在钻孔外侧中心杆的端部连接注浆装置，沿中心杆的注浆通孔进行注浆，使浆液通过中心杆、膨胀套管、锥体端部的注浆孔进入岩层缝隙，从而进一步的加固锚杆对岩层的锚固力。

本实用新型提出了一种煤矿井下多重锚固锚杆，在依靠锚固体与基岩的粘结力的基础上，增加了胀套与基岩的机械咬合力，并且通过设置在胀套外部的紧固钉结构进一步增强锚固力，从而使该锚杆抗拉拔力更大。采用的托盘内凹侧一端与挡塞大直径端面贴合，两者形成配合紧密的内凹面和外凸面，保证了在外侧紧固螺母拧紧时挡塞受力均匀。采用的膨胀套管具有与锥体外壁倾斜角度相配合的通孔，膨胀套管通孔的最大直径小于锥体的最大外径，大于锥体的最小外径，从而保证锥体与膨胀套管通孔紧密接触，通过锥体实现膨胀套管的膨胀，保证了锥体沿膨胀套管通孔运动实现套管扩径的效果。