[发明专利]一种一体化装配式支护装置及其支护方法

说明书

本发明公开了一种一体化装配式支护装置及其支护方法，包括杆体、转动杆、转动杆固定座，转动杆固定座固定安装在杆体的端部，多个转动杆等角度均匀铰接在转动杆固定座周向上，转动杆与杆体之间连接转动杆弹簧，相邻的转动杆之间连接若干个伸缩杆，伸缩杆和转动杆构成锚网结构；杆体上设有凹槽，凹槽内分布多组楔形弹片；钢丝绳连接楔形弹片和转动杆。本发明伸缩杆伸长后保证锚网结构为张开状，锚网结构贴紧待支护体表面，对表面不稳定岩土有很好的固定支撑作用；杆体打入待支护体内，杆体上的楔形弹片张开，提供杆体方向更大的抗拔力，对破碎、软弱岩土层达到自身稳固，配合锚杆台车，达到装配式挂网‑锚杆支护一体化，减少施工工序的要求。

技术领域

本发明涉及岩土施工过程防护技术领域，具体而言，涉及一种一体化装配式支护装置及其支护方法。

背景技术

目前，不管地下矿山掘进巷道冒落区及破碎带的支护，还是公路、铁路等施工过程隧道、边坡支护，通常采取的是用钢筋网(锚索)和锚杆相结合支护方式，遇到破碎带和软弱岩层时，通常用砂浆锚杆，或者用注浆法支护破碎带。不论哪种施工方案，在施工的过程中，工人及设备常常暴露在危险区域，软弱区域随时会发生二次冒落，破碎带随时会发生石块掉落，边坡容易出现垮塌的现象，严重时会造成人员伤亡或设备的损坏。在支护过程中，机械化程度不高，主要是通过人工的方式进行钢筋网(锚索)及锚杆的安装，劳动强度大，施工效率低。

不管是随着浅部资源的枯竭，越来越多的地下矿山进入深地开采，还是我国目前正在大量修建公路、铁路，为了维持深地巷道和高边坡的稳定，保障人员的施工安全，一体化装配式支护施工越来越重要，因此，急需一种能够克服传统支护缺点的新型支护方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化装配式支护装置及其支护方法，解决目前锚杆和钢筋网(锚索)之间施工整体性差的技术难题，解决支护过程中劳动强度大、机械化程度低等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种一体化装配式支护装置，包括杆体、转动杆、转动杆固定座，所述转动杆固定座固定安装在所述杆体的端部，多个转动杆等角度均匀铰接在所述转动杆固定座周向上，所述转动杆与杆体之间连接转动杆弹簧，相邻的转动杆之间连接若干个伸缩杆，所述伸缩杆和转动杆构成锚网结构；所述的杆体上设有凹槽，所述凹槽内分布多组楔形弹片；钢丝绳连接楔形弹片和转动杆。

进一步，所述楔形弹片由多片与杆体曲率一样的钢片组成，与杆体铰接，设置在所述杆体凹槽内，所述杆体上设置3～5组楔形弹片，楔形弹片与杆体之间设置有楔形弹片弹簧，杆体进入钻孔内楔形弹片可张开。

进一步，所述钢丝绳一端固定在所述楔形弹片的端部，另一端固定连接在所述转动杆上，所述钢丝绳两端分别对楔形弹片和转动杆施加拉力使所述转动杆弹簧和楔形弹片弹簧压缩。

进一步，所述伸缩杆包括多节嵌套的圆管，所述圆管上设有卡扣和孔位，所述伸缩杆伸长后通过所述卡扣和孔位进行固定。

进一步，所述伸缩杆由高强度铝合金材料制成，所述杆体、转动杆和楔形弹片由45#钢制成。

本发明还提供一种一体化装配式支护装置的支护方法，包括如下步骤：

步骤S1.钻孔设备将在巷道或边坡等待支护体指定位置进行钻孔，所钻的孔径大于杆体直径，保证杆体能够放入钻孔内，安放杆体前应将孔内的岩屑和土屑清理干净；

步骤S2.将支护装置杆体放进钻孔内，松开连接在转动杆和楔形弹片之间的钢丝绳，在转动杆弹簧的推力下转动杆角度增大，伸缩杆逐渐伸长，伸缩杆的卡扣进入对应的孔位，锚网结构打开，对待支护体表面有支撑作用；

步骤S3.在钢丝绳松开同时，楔形弹片自动张开，楔入待支护体内，提供杆体方向更大的抗拔力，对破碎、软弱岩土层产生自身稳固作用；

步骤S4.锚网结构形状为正多边形，对表面及深部不稳固岩土层产生足够的支护作用。