一种抗岩爆锚杆的制作方法

本发明涉及锚杆，具体而言，涉及一种抗岩爆锚杆。

背景技术：

1、岩爆是在地下工程中开挖扰动导致积聚高弹性应变能的围岩发生岩块弹射现象的地质灾害。岩爆灾害的发生通常会损坏机械设备、延误工程进度，甚至威胁人员生命安全，造成严重的经济损失。作为国内外地下工程开挖或开采中常见的一种地质灾害，岩爆发生时，围岩储存的弹性能突然释放并大量转化为动能，严重威胁工程作业人员的人身安全，影响施工进度和质量，甚至有时会诱发地震。

2、为保证工程安全顺利施工，工作面和围岩需进行有效的支护。锚杆支护是现阶段最为常用的支护手段，但是现有锚杆多为刚性结构，受岩爆冲击时，吸能让压的能力较弱，容易从安装处脱落。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是现有锚杆多为刚性结构，受岩爆冲击时，吸能让压的能力较弱，容易从安装处脱落。

2、为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种抗岩爆锚杆，包括滑动杆、弹性杆、组合构件、应变感知器、应变指示器和端杆，所述弹性杆包括杆体和弹性件，所述杆体的内部中空且一端开口设置，所述组合构件的内部中空且两端开口设置，所述滑动杆的一端经所述杆体的开口端滑动安装在所述杆体内，所述弹性杆和所述端杆的一端分别经所述组合构件的开口端相对滑动安装在所述组合构件内，所述应变感知器安装于所述弹性杆朝向所述端杆的一端，所述弹性件的一端用于与所述滑动杆连接，所述弹性件的另一端用于贯穿所述杆体与所述应变感知器连接，所述应变指示器设置于所述端杆处，所述应变感知器与所述应变指示器电性连接。

3、可选地，所述抗岩爆锚杆还包括滚动件，所述滚动件转动安装在所述端杆的内腔中，所述滚动件用于引导所述应变感知器与所述应变指示器之间的电线。

4、可选地，所述抗岩爆锚杆还包括托盘和减震阻尼器，所述托盘安装在所述端杆上，所述端杆的周围设置有多个所述减震阻尼器，多个所述减震阻尼器安装在所述托盘上。

5、可选地，所述抗岩爆锚杆还包括阻尼片，所述托盘远离所述组合构件的一侧上安装有多个所述阻尼片，多个所述阻尼片分别与所述应变指示器电性连接。

6、可选地，所述抗岩爆锚杆还包括压力传感器，多个所述压力传感器分别安装在所述端杆远离所述组合构件的一端和所述减震阻尼器远离所述组合构件的一端，多个所述压力传感器与所述应变指示器电性连接。

7、可选地，所述抗岩爆锚杆还包括扩张机构，所述扩张机构安装在所述滑动杆上，所述扩张机构包括扩张组件，多个所述扩张组件沿所述滑动杆的周向布设，多个所述扩张组件安装在所述滑动杆上，以阻挡所述滑动杆从岩层中脱落。

8、可选地，所述扩张组件包括推杆、第一弹性件和多个扩张单元，所述滑动杆上设置有导向槽，所述推杆滑动安装在所述导向槽内，所述第一弹性件安装在所述导向槽内，所述推杆的一端与所述第一弹性件相连，所述推杆的另一端用于从所述滑动杆内的所述导向槽中伸出，所述滑动杆的侧壁上开设有多个收纳槽，多个所述扩张单元一一对应安装在多个所述收纳槽内，所述扩张单元的一端转动安装在所述收纳槽内，所述推杆用于带动所述扩张单元从所述收纳槽内转出。

9、可选地，所述扩张单元与所述推杆之间设置有连杆，所述连杆的一端转动安装在所述推杆上，所述连杆的另一端转动安装在所述扩张单元上，所述连杆与所述推杆之间的锐角开口朝向所述应变感知器所在的方向。

10、可选地，所述扩张单元包括扩张杆、双向柱、弹性罩、固定杆、第一卡爪单元和第二卡爪单元，所述扩张杆远离所述组合构件的一端转动安装在所述收纳槽内，所述连杆的一端转动安装在所述扩张杆的中部，所述扩张杆的另一端设置有第二腔室，所述双向柱滑动安装在所述第二腔室内，所述双向柱的另一端滑动安装在护罩内，所述固定杆安装在所述双向柱的另一端，所述护罩上设置有供所述固定杆移出所述护罩的通孔，所述护罩与所述扩张杆另一端之间安装有所述弹性罩，所述弹性罩用于防护所述双向柱，所述第一卡爪单元安装在所述护罩的第一腔室内，所述第二卡爪单元安装在所述第二腔室内，所述第一卡爪单元和所述第二卡爪单元用于插入岩层，以阻挡所述滑动杆从岩层中脱落。

11、可选地，所述第一卡爪单元包括第一卡爪、第一导向块和第二弹性件，多个所述第一卡爪沿周向布设在所述固定杆的周围，所述第一卡爪的一端转动安装在所述双向柱的另一端，所述第一导向块安装在所述第一腔室内远离所述双向柱的内壁上，所述第一导向块用于引导所述第一卡爪从所述护罩侧壁上开设的孔中伸出，所述第二弹性件的两端分别安装在所述双向柱的另一端和所述第一腔室的内壁上；所述第二卡爪单元包括第二卡爪、第二导向块和第三弹性件，多个所述第二卡爪沿周向布设，所述第二卡爪的一端转动安装在所述第二腔室内远离所述双向柱的内壁上，所述第二导向块安装在所述双向柱的一端，所述第二导向块用于引导所述第二卡爪从所述扩张杆侧壁上开设的孔中伸出，所述第三弹性件的两端分别安装在所述双向柱的一端和所述第二腔室的内壁上。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、本发明提供的一种抗岩爆锚杆，可将滑动杆所在的一端先安装进预先打好的孔内，当发生岩爆或者发生岩层移动时，由于滑动杆滑动安装在弹性杆内，且弹性杆的杆体内设置有弹性件，在岩石的冲击或者挤压下，滑动杆向杆体内部运动并压缩弹性件，使得弹性杆在组合构件中向端杆滑动，当弹性杆带动应变感知器与端杆接触后，弹性杆内的弹性件挤压应变感知器，使得应变感知器受压变形，应变感知器将受压变形产生的信号反馈到应变指示器，以供工作人员了解滑动杆的受压情况，便于工作人员预测岩石的运动，在岩爆发生前做出更多防护避险工作；另外滑动杆、弹性杆、组合构件以及端杆之间的滑动设置，能够一定程度上吸收岩爆发生时岩石的动能，减缓岩石的速度，降低岩石对周围事物的伤害性，使得锚杆不容易从安装孔中脱落，进一步增强隧道施工的安全性。

技术特征：

1.一种抗岩爆锚杆，其特征在于，包括滑动杆(1)、弹性杆(2)、组合构件(3)、应变感知器(4)、应变指示器(8)和端杆(10)，所述弹性杆(2)包括杆体和弹性件，所述杆体的内部中空且一端开口设置，所述组合构件(3)的内部中空且两端开口设置，所述滑动杆(1)的一端经所述杆体的开口端滑动安装在所述杆体内，所述弹性杆(2)和所述端杆(10)的一端分别经所述组合构件(3)的开口端相对滑动安装在所述组合构件(3)内，所述应变感知器(4)安装于所述弹性杆(2)朝向所述端杆(10)的一端，所述弹性件的一端用于与所述滑动杆(1)连接，所述弹性件的另一端用于贯穿所述杆体与所述应变感知器(4)连接，所述应变指示器(8)设置于所述端杆(10)处，所述应变感知器(4)与所述应变指示器(8)电性连接。

2.根据权利要求1所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，还包括滚动件(5)，所述滚动件(5)转动安装在所述端杆(10)的内腔中，所述滚动件(5)用于引导所述应变感知器(4)与所述应变指示器(8)之间的电线。

3.根据权利要求1所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，还包括托盘(6)和减震阻尼器(7)，所述托盘(6)安装在所述端杆(10)上，所述端杆(10)的周围设置有多个所述减震阻尼器(7)，多个所述减震阻尼器(7)安装在所述托盘(6)上。

4.根据权利要求3所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，还包括阻尼片(9)，所述托盘(6)远离所述组合构件(3)的一侧上安装有多个所述阻尼片(9)，多个所述阻尼片(9)与所述应变指示器(8)电性连接。

5.根据权利要求3所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，还包括压力传感器(11)，多个所述压力传感器(11)分别安装在所述端杆(10)远离所述组合构件(3)的一端和所述减震阻尼器(7)远离所述组合构件(3)的一端，多个所述压力传感器(11)分别与所述应变指示器(8)电性连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，还包括扩张机构，所述扩张机构安装在所述滑动杆(1)上，所述扩张机构包括扩张组件，多个所述扩张组件沿所述滑动杆(1)的周向布设，多个所述扩张组件安装在所述滑动杆(1)上，以阻挡所述滑动杆(1)从岩层中脱落。

7.根据权利要求6所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，所述扩张组件包括推杆(13)、第一弹性件(16)和多个扩张单元，所述滑动杆(1)上设置有导向槽(15)，所述推杆(13)滑动安装在所述导向槽(15)内，所述第一弹性件(16)安装在所述导向槽(15)内，所述推杆(13)的一端与所述第一弹性件(16)相连，所述推杆(13)的另一端用于从所述滑动杆(1)内的所述导向槽(15)中伸出，所述滑动杆(1)的侧壁上开设有多个收纳槽(17)，多个所述扩张单元一一对应安装在多个所述收纳槽(17)内，所述扩张单元的一端转动安装在所述收纳槽(17)内，所述推杆(13)用于带动所述扩张单元从所述收纳槽(17)内转出。

8.根据权利要求7所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，所述扩张单元与所述推杆(13)之间设置有连杆(14)，所述连杆(14)的一端转动安装在所述推杆(13)上，所述连杆(14)的另一端转动安装在所述扩张单元上，所述连杆(14)与所述推杆(13)之间的锐角开口朝向所述应变感知器(4)所在的方向。

9.根据权利要求8所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，所述扩张单元包括扩张杆(12)、双向柱(18)、弹性罩(19)、固定杆(22)、第一卡爪单元和第二卡爪单元，所述扩张杆(12)远离所述组合构件(3)的一端转动安装在所述收纳槽(17)内，所述连杆(14)的一端转动安装在所述扩张杆(12)的中部，所述扩张杆(12)的另一端设置有第二腔室(25)，所述双向柱(18)滑动安装在所述第二腔室(25)内，所述双向柱(18)的另一端滑动安装在护罩内，所述固定杆(22)安装在所述双向柱(18)的另一端，所述护罩上设置有供所述固定杆(22)移出所述护罩的通孔，所述护罩与所述扩张杆(12)另一端之间安装有所述弹性罩(19)，所述弹性罩(19)用于防护所述双向柱(18)，所述第一卡爪单元安装在所述护罩的第一腔室(23)内，所述第二卡爪单元安装在所述第二腔室(25)内，所述第一卡爪单元和所述第二卡爪单元用于插入岩层，以阻挡所述滑动杆(1)从岩层中脱落。

10.根据权利要求9所述的抗岩爆锚杆，其特征在于，所述第一卡爪单元包括第一卡爪(20)、第一导向块(21)和第二弹性件(24)，多个所述第一卡爪(20)沿周向布设在所述固定杆(22)的周围，所述第一卡爪(20)的一端转动安装在所述双向柱(18)的另一端，所述第一导向块(21)安装在所述第一腔室(23)内远离所述双向柱(18)的内壁上，所述第一导向块(21)用于引导所述第一卡爪(20)从所述护罩侧壁上开设的孔中伸出，所述第二弹性件(24)的两端分别安装在所述双向柱(18)的另一端和所述第一腔室(23)的内壁上；所述第二卡爪单元包括第二卡爪(26)、第二导向块(27)和第三弹性件(28)，多个所述第二卡爪(26)沿周向布设，所述第二卡爪(26)的一端转动安装在所述第二腔室(25)内远离所述双向柱(18)的内壁上，所述第二导向块(27)安装在所述双向柱(18)的一端，所述第二导向块(27)用于引导所述第二卡爪(26)从所述扩张杆(12)侧壁上开设的孔中伸出，所述第三弹性件(28)的两端分别安装在所述双向柱(18)的一端和所述第二腔室(25)的内壁上。

技术总结
本发明提供了一种抗岩爆锚杆，涉及锚杆技术领域，包括滑动杆、弹性杆、组合构件、应变感知器、应变指示器和端杆。当发生岩爆或者发生岩层移动时，在岩石的冲击或者挤压下，滑动杆向弹性杆内部运动并压缩弹性件，使得弹性杆在组合构件中向端杆滑动，当弹性杆带动应变感知器与端杆接触后，使得应变感知器受压变形，应变感知器将受压变形产生的信号反馈到应变指示器，以供工作人员了解滑动杆的受压情况；另外该锚杆能够一定程度上吸收岩爆发生时岩石的动能，减缓岩石的速度，降低岩石对周围事物的伤害性，使得锚杆不容易从安装孔中脱落，进一步增强隧道施工地安全性。

技术研发人员：章新生,缪海波,周佳午,李定有,祝平华,李井国,靳毅,廖忠玉,张玉,白翔,史佳旺
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15