[实用新型]可爆破扩孔并自动充填地层孔腔的让压吸能锚固支护装置有效

专利信息
申请号: 201721372294.6 申请日: 2017-10-23
公开(公告)号: CN207407748U 公开(公告)日: 2018-05-25
发明(设计)人: 王洪涛;褚敏;徐良;刘平;王硕;刘超;荣钊;宋茜;韩敏;姜少栋 申请(专利权)人: 山东建筑大学
主分类号: F42D1/00 分类号: F42D1/00;E02D5/74;E21D21/00
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 赵敏玲
地址: 250101 山东省济*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 锚固 孔腔 压吸 药卷 自动充填 大变形 地层 锚杆杆体 锚固支护 引爆装置 扩孔 爆破 本实用新型 局部爆炸 组合式 围岩 恒定 阶梯式增加 地层钻孔 锚固结构 体积膨胀 围岩变形 有效实现 炸药药卷 支护阻力 自动张开 应变能 伸长 充填 锚杆 外端 尾端 释放 吸收
【说明书】:

实用新型公开了一种可爆破扩孔并自动充填地层孔腔的让压吸能锚固支护装置,包括锚杆杆体,锚杆杆体尾端安装有引爆装置,锚杆杆体外端部位安装有大变形让压吸能装置;可爆破扩孔并自动充填地层孔腔的让压吸能锚固支护装置在地层钻孔内底部利用组合式锚固药卷进行锚固安装。组合式锚固药卷沿长度方向依次包括锚固药卷I、锚固药卷Ⅱ与炸药药卷Ⅲ;引爆装置可使地层形成局部爆炸孔腔,引爆装置可自动张开,并使锚固药卷Ⅱ产生体积膨胀,并自动充填局部爆炸孔腔。大变形让压吸能装置可使锚杆产生大变形伸长,吸收围岩变形过程释放的应变能,并可对围岩提供恒定或持续增加或阶梯式增加的支护阻力。本实用新型可有效实现内部锚固结构自动扩大充填,也可适应围岩大变形破坏特征。

技术领域

本实用新型涉及岩土锚固技术领域,具体涉及一种可爆破扩孔并自动充填地层孔腔的让压吸能锚固支护装置,可用于地下工程、边坡工程及采矿工程等工程领域。

背景技术

锚杆是用于地下隧道或巷道的一种最广泛的支护技术。当地下隧道或巷道开挖以后,采用预应力锚杆,通过施加一定的预应力可有效改变围岩内部应力状态,并在巷道或隧道周边围岩内部形成锚固围岩承载结构,共同抵抗外部围岩传来的围岩压力,可有效防止围岩产生失稳坍塌。此外,锚杆支护还具有成本低、结构简单、施工方便及占用施工净空小等优点,使其在边坡、基坑等其他工程领域也得到了广泛应用与推广。

然而,在较软弱地层中,传统的锚杆支护还存在诸多问题亟需解决。首先,由于软弱地层岩土体自身强度较低,使传统锚杆支护难以找到稳定的锚固岩层,造成支护构件可锚性差、锚固力低等问题,甚至出现锚固段滑脱失效现象,使锚杆杆体支护潜力无法得到充分发挥。其次,当软弱地层巷道或隧道开挖后,围岩变形一般较大,大变形破坏特征明显,但传统锚杆支护由于延展率较低,无法有效吸收围岩变形释放的应变能,难以适应围岩该种大变形破坏特征,锚杆破断现象频发,也无法形成有效的锚固围岩承载结构,导致难以对软弱地层隧道或巷道围岩进行有效控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题包括以下两方面:一方面软弱地层锚杆支护可锚性差、锚固力低,易产生滑脱失效现象,造成锚杆支护潜力无法充分发挥等问题;另一方面传统锚杆支护延展率低,无法有效吸收围岩变形释放的应变能,难以满足软弱地层围岩大变形破坏特征,锚杆破断现象频发,且难以形成有效的锚固围岩承载结构。

为解决上述问题,本实用新型提出了一种可爆破扩孔并自动充填地层孔腔的让压吸能锚固支护装置,可有效实现内部锚固结构自动扩大填充,增强锚杆极限锚固力,同时,也可适应围岩大变形破坏特征,并对围岩提供恒定或持续增加的支护阻力,可有效解决软弱地层围岩控制难题。

本实用新型的具体技术方案如下:

可爆破扩孔并自动充填地层孔腔的让压吸能锚固支护装置,包括锚杆杆体和设置在地层钻孔底部的组合式锚固药卷,所述的锚杆杆体的内端部安装有引爆装置,锚杆杆体外端部安装有大变形让压吸能装置,在所述大变形让压吸能装置外圈安装套有托盘及螺母;所述的组合式锚固药卷沿钻孔底部由内而外沿轴向依次包括炸药药卷Ⅲ、锚固药卷Ⅱ与锚固药卷I,待锚杆安装完成后未爆破之前沿钻孔底部可依次形成相应三个充填段;所述的锚固药卷Ⅱ内部含有可膨胀化学材料,所述的引爆装置可引爆炸药药卷Ⅲ内部炸药,并在引爆装置周围钻孔孔壁地层附近形成局部爆炸孔腔;同时,引爆装置可自动张开,炸药药卷Ⅲ炸药爆炸时释放的高温能量又可激发锚固药卷Ⅱ内部可膨胀化学材料发挥作用,使锚固药卷Ⅱ充填段产生体积膨胀,并可自动充填局部爆炸孔腔,实现内部锚固结构自动扩大。在软弱地层岩土体变形过程中,产生的围岩压力可作用在托盘及螺母上,并利用所述的大变形让压吸能装置可使锚杆产生大变形伸长,吸收围岩变形过程释放的应变能,并可对围岩提供恒定或持续增加或阶梯式增加的支护阻力。

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