專利名稱：一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦支護(hù)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索。
背景技術(shù)：
煤炭進(jìn)入深部開采，巷道處于高地壓環(huán)境下會(huì)呈現(xiàn)出顯著的大變形特點(diǎn)，特別是具有沖擊危險(xiǎn)的煤層巷道，沖擊地壓發(fā)生的瞬間會(huì)釋放出大量的彈性壓縮能，很有可能使錨桿及錨索突然拉斷，致使巷道頂板迅速下沉，而巷道底板快速鼓起，甚至導(dǎo)致整個(gè)巷道閉合，最終造成嚴(yán)重的人員傷亡和設(shè)備財(cái)產(chǎn)的損失。如何保證沖擊危險(xiǎn)巷道圍巖支護(hù)的穩(wěn)定，成為亟待解決的重大難題。對(duì)于沖擊危險(xiǎn)巷道來說，大都采取“錨桿+錨索+U型棚”的支護(hù)方式，此支護(hù)方式雖然能夠有效的控制靜載荷作用下的巷道變形破壞，但錨索支護(hù)與錨桿支護(hù)總是單獨(dú)作用，由于兩者的延伸率存在差異，且抗變形能力相差較大，所以導(dǎo)致錨桿和錨索變形量不協(xié)調(diào)，且承載不同步。當(dāng)沖擊載荷作用時(shí)，極易產(chǎn)生錨索拉斷、錨桿作用失效及U型棚嚴(yán)重變形。為防止錨索拉斷、錨桿作用失效的現(xiàn)象發(fā)生，沖擊危險(xiǎn)巷道要求錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)具備一定的預(yù)應(yīng)力和讓位空間，還應(yīng)有效降低沖擊能，減緩沖擊載荷，并最終削減沖擊能對(duì)錨桿錨固范圍內(nèi)圍巖的破壞力。目前，具備讓位功能的錨索多數(shù)采用卸壓托盤或是可壓縮的襯墊、壓縮環(huán)及讓壓彈簧等，如在專利號(hào)為200820037459. 9的中國(guó)專利中公開的一種讓壓錨索，及在專利申請(qǐng)?zhí)枮?01120059647. 3的中國(guó)專利中公開的一種預(yù)應(yīng)力錨索的主動(dòng)自適應(yīng)恒阻伸長(zhǎng)器，這些錨索一定程度上解決了靜載荷作用下的巷道圍巖穩(wěn)定問題，但是在遇到?jīng)_擊危險(xiǎn)巷道瞬時(shí)大變形的情況時(shí)，這些錨索都存在調(diào)節(jié)變形量有限，不能承受大變形的缺點(diǎn)，而且還存在讓壓速度不夠，抗沖擊能力差等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種在沖擊載荷作用下，可快速實(shí)現(xiàn)大幅度壓縮變形讓位，有效降低沖擊能，并減緩沖擊載荷作用的煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，包括預(yù)緊螺母、托盤、讓位緩沖吸能裝置、墊板、止?jié){塞、高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿、讓位連接套管、鋼絞線錨索及錨索帽，所述的止?jié){塞、墊板、讓位緩沖吸能裝置及托盤依次套裝在高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的桿體首端，并通過預(yù)緊螺母緊固；所述的鋼絞線錨索的首端通過讓位連接套管與高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端相連接，在所述的鋼絞線錨索的尾端安裝有錨索帽；所述的讓位緩沖吸能裝置為帶有折痕紋路的薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，且由外筒及定位套組成，并通過所述的定位套套裝于高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的桿體上，所述的定位套通過肋筋固接于外筒內(nèi)；所述的讓位連接套管包括錨索連接套管、錨桿連接套管、錨索端部防脫保護(hù)套、楔形墊塊及安裝螺母，所述的錨索連接套管設(shè)置為外端的內(nèi)表面呈錐形的筒型結(jié)構(gòu)，所述的錨桿連接套管設(shè)置為筒型結(jié)構(gòu)；在所述的錨桿連接套管的連接端設(shè)置有連接外螺紋，在所述的錨索連接套管的連接端設(shè)置有連接內(nèi)螺紋，所述的錨索連接套管與錨桿連接套管通過螺紋相連接；所述的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端設(shè)置于錨桿連接套管內(nèi)，所述的錨索連接套管通過安裝于其外端內(nèi)側(cè)的楔形墊塊，與所述的鋼絞線錨索相連接，且鋼絞線錨索的首端超出楔形墊塊的內(nèi)側(cè)面，并延伸到錨索連接套管的內(nèi)腔內(nèi)；所述的安裝螺母的外側(cè)與錨桿連接套管內(nèi)表面螺紋配合，內(nèi)側(cè)與高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端螺紋配合；在所述的鋼絞線錨索的首端固接有錨索端部防脫保護(hù)套。所述的錨索端部防脫保護(hù)套的外徑略大于鋼絞線錨索的直徑。所述的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端設(shè)置為凸起的圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)，在所述的圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)上設(shè)置有外螺紋，所述的安裝螺母的內(nèi)螺紋與圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)外螺紋相配合。所述的錨桿連接套管的內(nèi)表面，首段設(shè)置為光面結(jié)構(gòu)，中段設(shè)置為鋸齒狀結(jié)構(gòu)，尾段連接端設(shè)置為螺紋結(jié)構(gòu)。所述的錨桿連接套管連接外螺紋的外徑小于錨桿連接套管的外徑。在所述的錨桿連接套管與錨索連接套管之間套裝有橡膠套筒，所述的橡膠套筒內(nèi)徑略大于錨桿連接套管連接外螺紋的外徑，橡膠套筒外徑與錨桿連接套管外徑相同。所述的楔形墊塊內(nèi)表面為鋸齒狀。所述的定位套與外筒同軸固接。在所述的鋼絞線錨索的錨固段設(shè)置有兩處凸起的籠形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明具有鋼柔耦合特性和高效快速讓位吸能特性，錨索與錨桿通過讓位連接套管支護(hù)耦合為一體，增強(qiáng)了錨索穩(wěn)定深部巖體的作用。2、本發(fā)明的錨桿采用全長(zhǎng)注漿錨固，提高了錨桿支護(hù)的整體抗沖擊能力，在錨桿端部增設(shè)有讓位緩沖吸能裝置，該裝置使整根錨索具備了二次吸能緩沖的能力，確保了錨桿錨索支護(hù)系統(tǒng)的變形協(xié)調(diào)，防止了錨索的破斷，具備了一定的預(yù)應(yīng)力和讓位空間。3、本發(fā)明可以抵抗沖擊并在沖擊過程中能夠持續(xù)保持恒定阻力，能夠快速有效的降低沖擊能和減緩沖擊載荷，削減沖擊能對(duì)錨桿錨固范圍內(nèi)圍巖的破壞，保證了沖擊載荷作用下巷道的安全穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的讓位連接套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的讓位緩沖吸能裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的俯視圖；圖中，I—預(yù)緊螺母，2—托盤，3—讓位緩沖吸能裝置，4一墊板，5—止?jié){塞，6—高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，7—讓位連接套管，8—鋼絞線錨索，9一錨索帽，10—外筒，11 一定位套，12—錨索連接套管，13—錨桿連接套管，14 一楔形墊塊，15—錨索端部防脫保護(hù)套，16—橡膠套筒，17—安裝螺母，18一肋筋,19—圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1、2、3、4所示，一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，包括預(yù)緊螺母1、托盤
2、讓位緩沖吸能裝置3、墊板4、止?jié){塞5、高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6、讓位連接套管7、鋼絞線錨索8及錨索帽9，所述的止?jié){塞5、墊板4、讓位緩沖吸能裝置3及托盤2依次套裝在高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6的桿體首端，并通過預(yù)緊螺母I緊固；所述的鋼絞線錨索8的首端通過讓位連接套管7與高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6的尾端相連接，在所述的鋼絞線錨索8的尾端安裝有錨索帽9 ;所述的讓位緩沖吸能裝置7為帶有折痕紋路的薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，且由外筒10及定位套11組成，并通過所述的定位套11套裝于高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6的桿體上，所述的定位套11通過肋筋18固接于外筒10內(nèi)；所述的讓位連接套管7包括錨索連接套管12、錨桿連接套管13、錨索端部防脫保護(hù)套15、楔形墊塊14及安裝螺母17，所述的錨索連接套管12設(shè)置為外端的內(nèi)表面呈錐形的筒型結(jié)構(gòu)，所述的錨桿連接套管13設(shè)置為筒型結(jié)構(gòu)；在所述的錨桿連接套管13的連接端設(shè)置有連接外螺紋，在所述的錨索連接套管12的連接端設(shè)置有連接內(nèi)螺紋，所述的錨索連接套管12與錨桿連接套管13通過螺紋相連接；所述的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6的尾端設(shè)置于錨桿連接套管13內(nèi)，所述的錨索連接套管12通過安裝于其外端內(nèi)側(cè)的楔形墊塊14，與所述的鋼絞線錨索8相連接，且鋼絞線錨索8的首端超出楔形墊塊14的內(nèi)側(cè)面，并延伸到錨索連接套管12的內(nèi)腔內(nèi)；所述的安裝螺母17的外側(cè)與錨桿連接套管13內(nèi)表面螺紋配合，內(nèi)側(cè)與高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6的尾端螺紋配合；在所述的鋼絞線錨索8的首端固接有錨索端部防脫保護(hù)套15。所述的錨索端部防脫保護(hù)套15的外徑略大于鋼絞線錨索8的直徑。所述的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6的尾端設(shè)置為凸起的圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)19，在所述的圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)19上設(shè)置有外螺紋，所述的安裝螺母17的內(nèi)螺紋與圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)19外螺紋相配合；所述的錨桿連接套管13的內(nèi)表面，首段設(shè)置為光面結(jié)構(gòu)，中段設(shè)置為鋸齒狀結(jié)構(gòu)，尾段連接端設(shè)置為螺紋結(jié)構(gòu)。所述的錨桿連接套管13連接外螺紋的外徑小于錨桿連接套管13的外徑。在所述的錨桿連接套管13與錨索連接套管12之間套裝有橡膠套筒16，所述的橡膠套筒16內(nèi)徑略大于錨桿連接套管13連接外螺紋的外徑，橡膠套筒16外徑與錨桿連接套管13外徑相同。所述的楔形墊塊14內(nèi)表面為鋸齒狀。所述的定位套11與外筒10同軸固接。在所述的鋼絞線錨索8的錨固段設(shè)置有兩處凸起的籠形結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合

本發(fā)明的一次使用過程1、選擇與讓位連接套管7直徑相適應(yīng)的鉆頭打鉆孔，鉆孔深度為高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6長(zhǎng)度與讓位連接套管7長(zhǎng)度之和，更換鉆頭，繼續(xù)打與鋼絞線錨索8適配孔徑的鉆孔，然后將樹脂錨固劑送入與鋼絞線錨索8適配孔徑的鉆孔內(nèi)。2、按照?qǐng)D1所示，將各個(gè)部件組裝好送到鉆孔內(nèi)，當(dāng)鋼絞線錨索8鉆孔內(nèi)的樹脂錨固劑固化后，再擰緊預(yù)緊螺母I張拉鋼絞線錨索8，對(duì)其施加預(yù)緊力；由于讓位緩沖吸能裝置3選用高強(qiáng)度鋼材制作，可在預(yù)緊螺母I施加預(yù)緊力時(shí)保持形狀不變，將預(yù)緊力通過墊板4施加給圍巖，保持錨桿索支護(hù)的強(qiáng)度與剛度。3、對(duì)高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿6作用范圍內(nèi)圍巖實(shí)施全長(zhǎng)注漿錨固，可控制淺部圍巖的離層、擴(kuò)容等有害變形，增強(qiáng)圍巖整體性能與抗沖擊破壞能力；當(dāng)沖擊地壓發(fā)生時(shí)，首先是讓位連接套管7實(shí)現(xiàn)恒阻式緩沖讓位吸能，吸收一部分沖擊能量，防止鋼絞線錨索8破斷，削減沖擊能對(duì)錨桿錨固范圍內(nèi)圍巖的破壞力；其次是讓位緩沖吸能裝置3在沖擊載荷作用下可以快速實(shí)現(xiàn)大幅度壓縮變形讓位，再次消耗和降低一部分沖擊能量；經(jīng)過兩次對(duì)沖擊能量的有效消耗，最終起到了減緩沖擊載荷的作用，此時(shí)鋼絞線錨索8已將受沖擊影響的錨固圍巖懸吊在穩(wěn)定的巖體上，保證了巷道的安全和穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于包括預(yù)緊螺母、托盤、讓位緩沖吸能裝置、墊板、止?jié){塞、高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿、讓位連接套管、鋼絞線錨索及錨索帽，所述的止?jié){塞、墊板、讓位緩沖吸能裝置及托盤依次套裝在高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的桿體首端，并通過預(yù)緊螺母緊固；所述的鋼絞線錨索的首端通過讓位連接套管與高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端相連接，在所述的鋼絞線錨索的尾端安裝有錨索帽；所述的讓位緩沖吸能裝置為帶有折痕紋路的薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，且由外筒及定位套組成，并通過所述的定位套套裝于高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的桿體上，所述的定位套通過肋筋固接于外筒內(nèi)；所述的讓位連接套管包括錨索連接套管、錨桿連接套管、錨索端部防脫保護(hù)套、楔形墊塊及安裝螺母，所述的錨索連接套管設(shè)置為外端的內(nèi)表面呈錐形的筒型結(jié)構(gòu)，所述的錨桿連接套管設(shè)置為筒型結(jié)構(gòu)；在所述的錨桿連接套管的連接端設(shè)置有連接外螺紋，在所述的錨索連接套管的連接端設(shè)置有連接內(nèi)螺紋，所述的錨索連接套管與錨桿連接套管通過螺紋相連接；所述的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端設(shè)置于錨桿連接套管內(nèi)，所述的錨索連接套管通過安裝于其外端內(nèi)側(cè)的楔形墊塊，與所述的鋼絞線錨索相連接，且鋼絞線錨索的首端超出楔形墊塊的內(nèi)側(cè)面，并延伸到錨索連接套管的內(nèi)腔內(nèi)；所述的安裝螺母的外側(cè)與錨桿連接套管內(nèi)表面螺紋配合，內(nèi)側(cè)與高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端螺紋配合；在所述的鋼絞線錨索的首端固接有錨索端部防脫保護(hù)套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的錨索端部防脫保護(hù)套的外徑略大于鋼絞線錨索的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端設(shè)置為凸起的圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)，在所述的圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)上設(shè)置有外螺紋，所述的安裝螺母的內(nèi)螺紋與圓臺(tái)體結(jié)構(gòu)外螺紋相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的錨桿連接套管的內(nèi)表面，首段設(shè)置為光面結(jié)構(gòu)，中段設(shè)置為鋸齒狀結(jié)構(gòu)，尾段連接端設(shè)置為螺紋結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的錨桿連接套管連接外螺紋的外徑小于錨桿連接套管的外徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的錨桿連接套管與錨索連接套管之間套裝有橡膠套筒，所述的橡膠套筒內(nèi)徑略大于錨桿連接套管連接外螺紋的外徑，橡膠套筒外徑與錨桿連接套管外徑相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的楔形墊塊內(nèi)表面為鋸齒狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于所述的定位套與外筒同軸固接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，其特征在于在所述的鋼絞線錨索的錨固段設(shè)置有兩處凸起的籠形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種煤礦用讓位緩沖吸能防沖錨桿索，屬于煤礦支護(hù)安全技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括預(yù)緊螺母、托盤、讓位緩沖吸能裝置、墊板、止?jié){塞、高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿、讓位連接套管、鋼絞線錨索及錨索帽，其中讓位連接套管包括錨索連接套管、錨桿連接套管、楔形墊塊、錨索端部防脫保護(hù)套、橡膠套筒及安裝螺母；讓位緩沖吸能裝置為帶有折痕紋路的薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，其包括外筒及定位套；止?jié){塞、墊板、讓位緩沖吸能裝置及托盤依次套裝在高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的桿體首端，并通過預(yù)緊螺母緊固；錨索連接套管與錨桿連接套管通過螺紋相連接，錨桿連接套管套裝于高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的尾端，通過楔形墊塊與鋼絞線錨索相連接。
文檔編號(hào)E21D21/00GK103016035SQ201210579310
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者潘一山, 王愛文, 李國(guó)臻, 李忠華, 肖永惠, 閻海鵬 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)