本發(fā)明涉及交通、水利水電、橋隧、地下硐室、城市基坑等巖土工程支護(hù)或補(bǔ)強(qiáng)加固用錨索，尤其是一種適用于軟煤(巖)體礦山開(kāi)采的帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索。

背景技術(shù)：

我國(guó)自20世紀(jì)60年代引進(jìn)錨索加固技術(shù)后，這種技術(shù)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是1996年研制成功小孔徑樹(shù)脂錨固預(yù)應(yīng)力錨索后，錨索在煤巷中得到大面積推廣應(yīng)用，顯著擴(kuò)大了錨網(wǎng)支護(hù)應(yīng)用范圍，提高了巷道的安全可靠性，成為困難巷道補(bǔ)強(qiáng)加固的主要手段。

但在現(xiàn)場(chǎng)施工和應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)有的錨索存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題：①目前煤礦使用的小孔徑錨索索體主要是1×7結(jié)構(gòu)的鋼絞線，公稱直徑為φ17.8mm或φ21.6mm。在松散煤(巖)體，若采用濕式作業(yè)，由于鉆桿的震動(dòng)及水流沖刷下會(huì)導(dǎo)致實(shí)際所成的鉆孔直徑比設(shè)計(jì)的鉆孔直徑大，從而造成鉆孔直徑、錨索直徑、和樹(shù)脂藥卷直徑“三徑”不匹配，再加上錨固劑本身有時(shí)被擠壓變形。因此進(jìn)行錨固時(shí)，錨索攪拌不到錨固劑或錨固劑攪拌不充分，從而易造成錨索的錨固效果差或出現(xiàn)失錨的情況；②對(duì)于松散破碎的煤(巖)體，普通錨索錨固效果得不到保障。而一旦錨索錨固失效，將導(dǎo)致上部煤(巖)層難以形成復(fù)合承載體結(jié)構(gòu)，造成松軟強(qiáng)流變煤(巖)體在高地應(yīng)力作用下產(chǎn)生大變形，無(wú)法起到抑制巷道圍巖變形與破壞，保證頂板穩(wěn)定性的作用，嚴(yán)重影響施工安全和施工進(jìn)度。因此，改善錨索的錨固效果，提高錨索預(yù)應(yīng)力對(duì)于發(fā)揮錨索的承載能力、有效控制巷道圍巖變形非常重要，同時(shí)避免新修巷道二次擴(kuò)修和重復(fù)支護(hù)，有利于降低巷道支護(hù)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決由于“三徑”不匹配導(dǎo)致的鉆孔內(nèi)錨索攪拌不到錨固劑或錨固劑攪拌不均勻，樹(shù)脂藥卷沒(méi)有破裂，錨固劑沒(méi)有擠出和充分?jǐn)嚢?，不能完全充滿內(nèi)錨固頭區(qū)域的鉆孔，錨固劑與錨索和孔壁黏結(jié)不密實(shí)，錨索有效錨固長(zhǎng)度短，錨固效果差、質(zhì)量不可靠等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索及其使用方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索，包括錨索索體和刺頭裝置，錨索索體為鋼絞線，刺頭裝置由一根金屬絲組成，纏繞固定在錨索索體上，且該金屬絲的兩個(gè)端頭鉤合擰成一個(gè)麻花狀的外露刺頭，該麻花狀的外露刺頭與錨索索體的中軸線構(gòu)成一個(gè)夾角。

所述金屬絲的一端穿過(guò)錨索索體的多股鋼絞線內(nèi)部，固定在錨索索體上，另一端纏繞布置在錨索索體上，并纏繞成多匝，每匝緊密排列成一排，兩個(gè)端頭鉤合擰成的麻花狀的外露刺頭朝向錨索內(nèi)錨固端。

所述金屬絲纏繞8～15匝，長(zhǎng)度為25～50mm。

所述外露刺頭的外露長(zhǎng)度為5～10mm。

所述外露刺頭與錨索索體的中軸線所成夾角為30°。

所述外露刺頭的根部距離錨索內(nèi)錨固端的長(zhǎng)度為100～200mm。

一種帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索的使用方法，其步驟為：

在錨索鉆孔成型后，安裝錨索之前，先將錨固劑藥卷送至鉆孔底部，然后將錨索索體推入錨索鉆孔中，待錨索索體將錨固劑緩慢推入眼底后，將錨索鉆機(jī)與錨索索體連接，開(kāi)動(dòng)錨索鉆機(jī)，邊攪拌邊將錨索索體推進(jìn)至孔底，在攪拌過(guò)程中，帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索的刺頭裝置的外露刺頭高速旋轉(zhuǎn)，將錨固劑藥卷鉤住并劃破，從而使錨固劑攪拌地更充分，充滿整個(gè)鉆孔區(qū)域；等錨固劑凝固后，依次安裝錨索托盤、墊片和錨具，進(jìn)行錨索預(yù)緊工作。

有益效果：本發(fā)明的顯著技術(shù)效果體現(xiàn)在以下幾方面：

1、帶刺頭新型錨索由標(biāo)準(zhǔn)礦用小孔徑樹(shù)脂錨固預(yù)應(yīng)力錨索和用8～13#鐵絲加工的刺頭裝置組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工；

2、利用現(xiàn)有設(shè)備即可完成對(duì)帶刺頭加強(qiáng)錨固新型錨索的制作。使用虎頭鉗將加工好的8～13#鐵絲安裝固定在錨索索體上，做成如圖1所示的刺頭裝置后，利用現(xiàn)有的錨索鉆機(jī)和錨固劑即可完成新型錨索的安裝。錨索施工過(guò)程簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低；施工材料易得，價(jià)格低廉；

3、由于前期濕式打眼水力沖孔將鉆孔直徑擴(kuò)大，普通錨索存在無(wú)法攪破藥卷，錨固劑攪拌不充分，致使錨固效果得不到保障。該新型錨索刺頭裝置的鉤合處在錨索鉆機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，像一把鋒利的刀，可以很容易地劃破藥卷，而使錨固劑順利擠出，攪拌均勻，達(dá)到充分錨固的效果；

4、與普通錨索相比，該帶刺頭加強(qiáng)錨固新型錨索可以更均勻地?cái)嚢桢^固劑，使錨固劑更密實(shí)地充滿鉆孔區(qū)域，提高錨固體與鉆孔圍巖的粘結(jié)應(yīng)力。尤其對(duì)于松軟破碎煤(巖)體，提升幅度較大，能充分發(fā)揮錨索索體的錨固作用，減小巷道支護(hù)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的a-a向斷面圖；

圖3是本發(fā)明的帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索安裝示意圖；

圖中：1-錨索索體，2-刺頭裝置，201-外露刺頭，3-鉆孔，4-錨固劑，5-錨具，6-墊片，7-錨索托盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示為本發(fā)明的一種帶刺頭加強(qiáng)錨固錨索，包括錨索索體1和刺頭裝置2，錨索索體1為1×7結(jié)構(gòu)的鋼絞線，刺頭裝置2由一根鐵絲組成，鐵絲的一端穿過(guò)錨索索體1的一股外圈的鋼絞線，夾在該外圈的鋼絞線與鋼絞線的中芯線之間，固定在錨索索體1上，另一端纏繞布置在錨索索體上1，并纏繞成8～15匝，每匝緊密排列成一排，l2一般為25～50mm；兩個(gè)端頭鉤合擰成的麻花狀的外露刺頭201朝向錨索內(nèi)錨固端，外露刺頭201的外露長(zhǎng)度為5～10mm，外露刺頭201與錨索索體1的中軸線所成夾角為30°，外露刺頭201的根部距離錨索內(nèi)錨固端的長(zhǎng)度l1為100～200mm左右。本發(fā)明中，錨索索體1采用的礦用標(biāo)準(zhǔn)小孔徑樹(shù)脂錨固預(yù)應(yīng)力錨索1×7結(jié)構(gòu)的鋼絞線索體，其公稱直徑d1為φ17.8mm或φ21.6mm；鐵絲的直徑為d3，外加纏繞鐵絲處的索體總直徑d2約為φ24～28mm。

本發(fā)明中采用8～13#鐵絲加工刺頭裝置，一端穿過(guò)錨索索體上的一股鋼絞線，被緊緊地?cái)D壓在鋼絞線和中芯線之間，這樣做的好處可以使錨索在安裝的過(guò)程中，不會(huì)因刺頭裝置與錨索索體間打滑沿錨索索體向錨索外端滑移，從而達(dá)到加強(qiáng)錨固的效果，提高錨索的錨固作用。這樣既增加錨索索體的直徑，設(shè)置的刺頭又容易鉤住和劃破樹(shù)脂錨固劑。在松軟破碎煤(巖)體中，錨索鉆孔成孔效果不理想，特別是在流變煤(巖)體中，采用濕式作業(yè)時(shí)，在水流沖刷下會(huì)導(dǎo)致實(shí)際所成的鉆孔直徑比設(shè)計(jì)的鉆孔直徑大，造成錨索安裝時(shí)，錨索攪拌不到樹(shù)脂錨固劑，或錨索的錨固作用降低。正是針對(duì)這種技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)了本專利。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全、材料易獲取，成本低廉。現(xiàn)場(chǎng)施工中安裝速度快、效果好；勞動(dòng)強(qiáng)度低。既能在松軟破碎煤(巖)體中，提高錨索的錨固性能，又能解決在強(qiáng)流變煤(巖)體中錨索失錨率高，難以錨固的技術(shù)難題。為流變煤(巖)體中保證錨索安裝時(shí)的順利錨固創(chuàng)造條件，還能使錨固劑攪拌均勻并完全充滿鉆孔底部錨固區(qū)域；既能起到錨索及時(shí)主動(dòng)支護(hù)的作用，又能提高錨索在流變煤(巖)體中的錨固力，防止錨索失效。從而減少巷道支護(hù)成本，最大限度地發(fā)揮錨索支護(hù)材料的支護(hù)性能，為有效控制流變煤(巖)體變形提供較好的技術(shù)保障。

如圖3所示，本發(fā)明的使用方法為：

在錨索鉆孔3成型后，安裝錨索之前，先將錨固劑藥卷送至鉆孔底部，然后將錨索索體1推入錨索鉆孔3中，待錨索將錨固劑3緩慢推入眼底后，將錨索鉆機(jī)與錨索索體1連接，開(kāi)動(dòng)錨索鉆機(jī)，邊攪拌邊將錨索索體1推進(jìn)至孔底，在攪拌過(guò)程中，錨索索體1上的刺頭裝置2的外頭刺頭201高速旋轉(zhuǎn)，像一把鋒利的刀，很方便地將錨固劑藥卷鉤住并劃破，從而使樹(shù)脂錨固劑4攪拌地更充分，充滿整個(gè)鉆孔區(qū)域；同時(shí)錨索索體1上纏繞的鐵絲也加大了錨索索體的直徑。這種局部直徑被加大了的錨索，起到增強(qiáng)錨固的效果，提供更強(qiáng)的錨固力。等錨固劑凝固后，依次安裝錨索托盤7、墊片6和錨具5，進(jìn)行錨索預(yù)緊工作，使其達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。