[实用新型]大径管缝全长摩擦式锚杆

说明书

本实用新型属于地下工程中“地层控制及支护”技术领域。

锚杆是矿山井巷支护中的一种重要形式，目前生产的锚杆有两种类型。一种是端点式锚固，另一种是全长式锚固。前者如楔缝式、倒楔式、涨圈式、树脂式、水泥式。这几种结构复杂，安装困难，一旦端点或托盘部分受到破坏立即卸压，失去支护能力。后者如水泥沙浆锚杆，虽为全长锚固，但是，由于水泥抗剪能力差，安装工艺复杂，质量不能保证，故影响支护效果；树脂锚杆也可做全长锚固，但成本较高；还有小直径管缝式锚杆，由于钻孔直径小，导致钻进时排渣困难，因此，给安装也带来了不便，再者，掘进与锚杆安装不能使用同一直径的钻头，打锚杆钻孔，钻头消耗大，致使锚杆安装费用较高。

鉴于上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的就是要提供一种结构简单，安装方便，并具有独特力学性能的全长锚固式锚杆。

该锚杆是由薄钢板卷成的中空有缝的杆体和托盘两部分组成。杆体（1）长度为1.9～1.5m，杆体外径∮43.7～38mm，杆体轴向缝宽（2）12～14mm，杆体上端呈园锥状，其外径∮40～36mm，园锥长40～50mm。在杆体下端外径上焊一个∮6～8mm开口（开口宽度与杆体轴向缝宽一致）的挡环（3）。见图1杆体所用的材料是A₃钢薄板，其厚度为3～2.7mm。

托盘（1）呈碟形（方形和园形均可），其规格150×150mm，在托盘中间打一个园孔（2），孔的直径比杆体要大2～3mm（见图2），所用材料：厚度为4.5～5mm的A₃钢板或厚度为5～6mm铸钢均可。

本实用新型是这样实现的，安装时：1、用普通风动凿岩机或液压钻机打眼，钻头直径要小于锚杆外径1～1.7mm。2、将碟形盘（1）的凸面向下，从中心孔（2）处沿杆体套至挡环处。3、在普通风动凿岩机上安装一个长约1～0.8m的钻杆，并在钻杆上套一个废钎尾套。4、先将钻杆插入锚杆下端孔内，然后，再将杆体锥状上端插入已打好的钻孔内，开动风动凿岩机或液压安装机进行安装推进，直至托盘贴紧顶板面为止，即安装完了。

大径管缝全长摩擦式锚杆的原理是：当锚杆打入小于锚杆外径的围岩孔内后，利用有缝管子的弹性对孔壁产生的径向压应力，使锚杆与孔壁产生摩擦阻力。另外，加上锚杆下端的托盘的承托力，使围岩处于三向受力状态，从而达到了加固围岩，阻止其移动，使之稳定的目的。

该锚杆力学性能独特，支护原理先进，锚固力大，且结构简单，安装方便。和其他锚杆相比有如下的优点：

1、锚杆打入孔内后，产生环向张力摩擦力和托盘对围岩的压力使之受多向约束，在锚杆周围形成一个压力加固带，犹如对围岩施加了预应力，促进巷道围岩承载拱形成和加固，使围岩起到了自撑的效果。

2、遇软岩变形或爆破震动干扰时，其锚固力可随时间的延长而增加。

3、锚杆打入钻孔后，能立即承载，可保证安全施工。

4、过载能力强，过载时能与围岩整体移动。当围岩移动停止时，其锚固力不变。

5、具有一定的柔性，抗剪能力强。

6、锚固力可以在设计中进行调整。

大径管缝全长摩擦式锚杆与其他传统式锚杆相比，支护原理先进，承载及时，支护应变能力强，结构简单，安装方便，保证安装质量，锚固力大而且稳定，材料来源广泛，适用于矿山井巷和地下工程中各类围岩的支护。

图1    管缝式锚杆示意图

1——杆体；    2——缝宽；    3——挡环

图2    托盘示意图

1——托盘；    2——中心孔