[发明专利]一种适用于凿岩台车机械化安装的专用树脂锚杆

说明书

技术领域

本发明属于巷道、隧道支护领域，可应用于地下矿山巷道、公路铁路交通隧道和水利水电隧道等工程的树脂锚杆支护。

背景技术

锚杆支护具有明显的优越性：可显著提高支护效果、降低支护成本、减轻工人劳动强度、改善作业环境、保证安全生产、有利于掘进工作面的快速推进。因此，锚杆支护以及锚杆联合喷射混凝土、钢网等其他手段的支护方式已成为目前国内外地下矿山巷道、公路铁路隧道和水利水电涵洞等工程最常用的支护方式。

锚杆一般包括树脂锚杆、砂浆锚杆、水泥卷锚杆、管缝式锚杆、楔缝式锚杆等，树脂锚杆因其锚固力大，承载及时、可靠性好、适应能力强而在世界各国获得广泛应用，我国地下煤矿及金属矿山应用最广的既是树脂锚杆。我国矿山安装树脂锚杆的凿孔工作都采用气腿式凿岩机，安装顶板的树脂锚杆一般在爆堆上作业，操作中有以下缺点：工作人员在安装树脂锚杆时，必须要暴露在未支护顶板下作业，工作人员的安全难以保证；树脂药卷人工逐一装入锚杆孔，前后树脂药卷端部会相互重叠，上推困难，劳动强度大；安装顶板树脂锚杆必须在爆堆上作业，因此其作业循环一般为：爆破通风——出部分渣——安装顶板树脂锚杆——出部分渣——安装侧帮树脂锚杆。

发明内容

本发明是针对地下矿山巷道、公路铁路交通隧道和水利水电隧道等工程的所用树脂锚杆人工安装存在的问题，提出了一种适用于凿岩台车机械化安装的专用树脂锚杆。

该锚杆及其配套附件的特征在于：

(1)锚杆杆体采用国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》及其他相关规范规定的材质，并采用螺纹钢杆体，以增大锚杆与树脂锚固剂之间的粘结力；

(2)锚杆杆体尾部加工一条宽δ的凹槽(δ为锚杆直径的0.08-0.4)；

(3)锚杆杆体头部采用Z字型似钻头状结构；

(4)锚杆杆体靠近锚杆头附近加工了2-6个半月型凸出体；

(5)与锚杆杆体配套的螺母上钻一个直径为0.6δ～δ的孔；

(6)螺母拧在锚杆末端后，锚杆杆体与配套的螺母之间通过直径为0.6δ～δ的连接销将锚杆与螺母固定在一起。

该锚杆与传统用树脂锚杆的不同表现在下述几个方面：

(1)锚杆杆体尾部加工一凹槽；

(2)锚杆头部采用麻花状构造；

(3)锚杆杆体靠近锚杆头附近加工2-6个半月型结构；

(4)与锚杆杆体配套的螺母上钻一个孔；

(5)锚杆杆体尾部与其配套螺母采用螺纹及连接销固定。

该锚杆可用于凿岩台车机械化安装，锚杆杆体头部的Z字型似钻头状结构可充分破坏树脂锚固剂包装，并充分搅拌树脂锚固剂；锚杆杆体上加工的半月型结构可以起到充分搅拌树脂锚固剂的作用，也可以提高锚杆的锚固力；锚杆螺母和锚杆之间通过连接销固定，既可以由台车旋转机构带动锚杆充分搅拌树脂锚固剂，又可以在树脂锚固剂凝结后使台车剪断连接销，使锚杆螺母压紧托板至岩面。

附图说明

图1锚杆杆体尾部正视图

图2锚杆杆体尾部俯视图

图3锚杆杆体尾部侧视图

图4锚杆结构

图5锚杆杆体头部加工Z字型似钻头状结构(A-A剖面)

图6锚杆配套的螺母正视图

图7锚杆配套的螺母剖面图

具体实施方式

树脂锚杆的加工要求如下：

(1)锚杆杆体采用国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》及其他相关规范规定的材质加工，并采用螺纹钢加工；

(2)锚杆直径可根据现场需要确定，如确定为φ16mm至φ32mm等各种直径；锚杆长度可根据现场需要确定，如确定为1600mm至4500mm等各种长度；

(3)锚杆杆体尾部加工为滚丝螺纹或车削螺纹，螺纹长度约200mm；

(4)锚杆杆体尾部加工一宽3mm的凹槽，具体尺寸见图1、图2和图3；

(5)锚杆杆体靠近锚杆头附近加工了3个半月型凸出体，见图4；

(6)锚杆杆体头部加工为Z字型似钻头状结构，见图5；

(7)锚杆螺母上钻一直径3mm的孔，见图6、图7。

(8)锚杆托盘为正方形，其长×宽×厚＝150mm×150mm×6mm；

(9)将锚杆杆体尾部最末端安装上螺母，通过螺母上的孔和锚杆杆体尾部的凹槽，用连接销将锚杆杆体与锚杆螺母固定在一起。

树脂锚杆安装时，首先将锚杆及其树脂锚固剂插入孔内，将锚杆托盘安装在锚杆杆体上，并用凿岩台车大臂将锚杆头部插入孔内，之后台车凿岩机旋转机构带动锚杆螺母旋转，由于锚杆螺母和锚杆之间通过连接销固定，因此锚杆杆体随之转动，锚杆杆体头部的Z字型似钻头状结构可充分破坏树脂锚固剂包装，并充分搅拌混合树脂锚固剂内的两种胶凝材料，锚杆杆体上的半月型突出体也可以起到充分搅拌树脂锚固剂的作用。当树脂锚固剂被充分搅拌，并将锚杆杆体插至孔底时，台车旋转机构停止转动，数十秒内树脂锚固剂凝固后，树脂锚杆杆体与孔壁胶结而不能转动，此时再次启动台车旋转机构，台车旋转机构施加于锚杆螺母上的力矩可剪断锚杆螺母与锚杆之间的连接销，此时台车旋转机构继续旋转，螺母沿锚杆螺纹前进并最终压紧锚杆托盘至岩面，锚杆安装完成。