[发明专利]一种带有施加预紧力功能的高强稳阻吸能锚索

说明书

本发明公开了一种带有施加预紧力功能的高强稳阻吸能锚索，索体套装内套筒和外套管，钢珠套通过拧紧内螺母安装在外套管喇叭口内，通过钢珠与外套管及内套筒的挤压力作用连接外套管和内套筒，接触力在索体轴向上的分力为抵抗围岩变形的工作阻力。当围岩产生轴向变形时，托盘带动外套管同样产生轴向运动，钢珠对内套筒和外套管的接触力不断增大，外套管内壁首先产生塑性剪切屈服，当钢珠运动到外套管喇叭口终端后，由于间隙距离保持不变，从而接触力将保持稳定，使得外套管内壁产生稳定的塑性剪切屈服，因此工作阻力将保持稳定，实现高强稳阻吸能支护。预紧力的施加是通过对外螺母施加扭矩，使其作用在托盘上，从而为本吸能锚索提供预紧力。

技术领域

本发明涉及巷道支护中的锚索支护技术，尤其是一种带有施加预紧力功能的高强稳阻吸能锚索。

背景技术

常规的锚索广泛应用于采矿工程巷道支护，其通常是由多根钢绞线组合而成。相比锚杆支护，其支护深度更大，支护阻力更强。然而，随着煤炭资源的大规模开采和开采工艺的不断优化，传统的锚索在动压显现明显、围岩变形剧烈的巷道经常因为延伸率不足而被拉断。所以，在保持高强工作阻力的前提下，提高锚索的延伸率具有重大意义。此外，从能量的角度来考虑，锚索支护能够实现与围岩协同变形，可以使得集聚在围岩内部的弹性应变能部分转移到支护材料上，从而降低与岩石能量相关的动力灾害事故发生的可能性。

目前公开的“吸能”锚索支护大多都从结构方面考虑出发，例如在钢绞线和套管之间加入恒阻装置，依靠恒阻装置与钢绞线和套管之间的摩擦阻力产生工作阻力。然而这种摩擦阻力的强度较小；在托盘与围岩之间加入让压管，支护长度不足和支护阻力均不足，因此“吸能”性能略显不足。此外，预紧力对于增强围岩的稳定性具有重要作用，然而在许多让压锚索支护中，并未对如何施加预紧力进行详细报道。

发明内容

本发明目的是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种带有施加预紧力功能的高强稳阻吸能锚索，可以在保证高强工作阻力的前提下提高锚索延伸率，从而实现“高强稳阻吸能”性能。此外，通过施加预紧力提高围岩的自身承载能力。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种带有施加预紧力功能的高强稳阻吸能锚索，包括索体、外套管、托盘、钢珠套、内套筒、止变块、外螺母、内螺母等构件组成。所述索体为钢绞线构成的钢索，所述外套管外端（安装时，处于锚孔外端）的内壁为向外的喇叭口形状且外壁为螺纹段，所述钢珠套为圆环形，圆环外周均匀设置钢珠。所述内套筒表面一端带有螺纹段。

外套管、钢珠套和内套筒三者的硬度、屈服极限、强度极限的顺序如下：钢珠套远大于外套管和内套筒，内套筒次之，外套管最小。

所述外套管内端的内壁设有止变块。

所述内套筒的内壁加工成与索体的钢绞线纹路相匹配的螺纹。使得内套筒与索体紧密贴合。

上述构件的装配关系：所述索体穿入内套筒中，外套管套在内套筒外，钢珠套置入外套管喇叭口内并从套在内套筒上，内螺母旋入内套筒螺纹并旋紧，托盘套入外套管，外螺母旋入外套管的螺纹段，将托盘定位。