[发明专利]一种巷道锚杆预紧力精确施工及监测的让压装置及使用方法

说明书

一种巷道锚杆预紧力精确施工及监测的让压装置及使用方法，属于矿山巷道支护技术领域。包括相互活动连接的活塞杆与气缸，活塞杆和气缸中间设有与锚杆尾部匹配的通孔，活塞杆和气缸截面为环形的筒状结构，气缸内部设有气缸空腔，气缸空腔中充有氮气，活塞杆上设有与空腔内径相匹配的压气活塞，气缸侧壁上设有与气缸内部气缸空腔连通气孔，气孔上设有充气阀，气缸与活塞杆接触的内壁中分别设有两个环形密封凹槽，环形密封凹槽中分别设有防污刮环和密封垫圈。其结构简单，使用方便，与现有的锚杆匹配好，能够实时监测并精准施加预紧力，判断锚杆的工作状况，有效提高锚杆支护安全可靠性的巷道锚杆预紧力精确施工监测的让压装置及使用方法。

技术领域

本发明涉及一种巷道锚杆预紧力精确施工及监测的让压装置及使用方法，属于矿山巷道支护技术领域。

背景技术

目前国内外煤矿巷道支护主要采用锚杆支护方式，据统计，在美国、澳大利亚等发达西方国家锚杆支护率达到90％以上，在我国多数矿区的锚杆支护率也已经达到80％甚至更高。锚杆支护中的关键参数之一是预紧力，锚杆预紧力能够将锚杆支护由被动支护转为主动支护状态，使锚杆和被锚固岩体形成统一的承载结构，对锚杆支护效果起决定性的作用，精确施加锚杆预紧力能够实现对巷道围岩离层与滑动的有效控制。

在煤矿巷道中，施加锚杆预紧力的主要方法是通过旋紧螺母产生预紧力矩，通过螺母预紧力矩与预紧力的转换关系确定施加预紧力的大小，但是锚杆预紧力与螺母预紧力矩之间的关系比较复杂，受多种因素的影响，转换过程误差较大；在施加预紧力过程中，工人往往是凭经验进行操作，实际预紧力的施加值与设计预紧力值差距很大。预紧力过高会增大岩体内的层理裂隙，甚至会使锚固体发生破坏，适得其反，预紧力太小又起不到锚杆对围岩的主动承载作用。因此，亟需研究出一种能够准确施加锚杆预紧力，并且当锚杆进入工作状态时能够对预紧力进行监测的方法。

发明内容

技术问题：针对上述技术目的，提供一种结构简单，使用方便，与现有的锚杆匹配好，能够实时监测并精准施加预紧力，判断锚杆的工作状况，有效提高锚杆支护安全可靠性的巷道锚杆预紧力精确施工及监测的让压装置及使用方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的巷道锚杆预紧力精确施工及监测的让压装置设置在锚杆尾部的托盘与螺母之间，它包括相互活动连接的活塞杆与气缸，活塞杆和气缸中间设有与锚杆尾部匹配的通孔，活塞杆和气缸截面为环形的筒状结构，气缸内部设有气缸空腔，气缸空腔中充有氮气，活塞杆上设有与空腔内径相匹配的压气活塞，气缸侧壁上设有与气缸内部气缸空腔连通气孔，气孔上设有充气阀，气缸与活塞杆接触的内壁中分别设有多个环形密封凹槽，环形密封凹槽中分别设有防污刮环和密封垫圈。

所述活塞杆下端设置的压气活塞与活塞杆相比内径不变，外径环向加大，所述气缸空腔为阶梯结构，气缸空腔前端与活塞杆内外径尺寸相匹配，气缸空腔后端与压气活塞内外径尺寸相匹配，压气活塞在气缸空腔内上下伸缩移动。

所述气缸侧壁上的气孔设置在气缸尾端，气孔将气缸空腔后端与外界连通。

所述的活塞杆的正常段的内径为16.2～25.2mm，压气活塞10的外径为100mm，活塞杆的行程距离为150mm；活塞杆外径表面在轴向方向均布刻度线并每隔10mm标值，刻度线的分度值为1mm，量程为150mm，刻度线的上的值分别对应不同弹压力值，弹压值根据实验室测定标注。

所述气缸的内径值与锚杆直径以2mm差值进行工程匹配，对应锚杆直径为16～25mm。

一种巷道锚杆预紧力精确施工及监测的让压装置及使用方法，其步骤如下：