CN105781598B - 一种可伸长锚杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可伸长锚杆，包括一杆体以及分别设置于所述杆体两端的托盘及端头，所述托盘可拆卸的设置于所述杆体的一端，所述端头通过一个以上的固定装置设置于所述杆体的另一端；所述杆体包括至少两个相互连接的杆件，所述两个相互连接的杆件的连接端外设置有连接套筒以及膨胀套筒，所述连接套筒包覆于两个所述杆件连接端处的外侧，并且通过一个以上的固定装置与所述杆件固定，所述膨胀套筒包覆于杆件的其它部分；所述杆件靠近端头的一侧设置有一固定套筒，所述固定套筒通过一个以上的固定装置与所述杆件及端头固定。本发明可解决目前煤矿巷道由于空间不足不能使用长锚杆和锚杆锚固力不足的问题。

Description

一种可伸长锚杆

技术领域

本发明总体来说涉及一种锚杆，具体而言，涉及一种可伸长锚杆。

背景技术

随着煤矿锚杆支护技术的发展，锚杆支护的应用范围不断扩大，但在某些条件下，长锚杆的应用会受到井下空间的限制。目前，我国煤矿巷道高度在一般在2.0～3.5m，为方便施工，锚杆长度不超过3m，当巷道顶板破碎厚度较大时，需要较长的锚杆进行维护，锚杆长度要求在4m～6m，以防出现冒顶事故。显然，由于巷道空间的限制，长锚杆无法施工，只能采用锚索对顶板进行控制。但是，锚索的延伸率低，巷道变形较大时很容易失效，引发冒顶事故。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种延伸率高的可伸长锚杆。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种可伸长锚杆，包括一杆体以及分别设置于所述杆体两端的托盘及端头，所述托盘可拆卸的设置于所述杆体的一端，所述端头通过一个以上的固定装置设置于所述杆体的另一端；所述杆体包括至少两个相互连接的杆件，所述两个相互连接的杆件的连接端外设置有 连接套筒以及膨胀套筒，所述连接套筒包覆于两个所述杆件连接端处的外侧，并且通过一个以上的固定装置与所述杆件固定，所述膨胀套筒包覆于杆件的其它部分；所述杆件靠近端头的一侧设置有一固定套筒，所述固定套筒通过一个以上的固定装置与所述杆件及端头固定。

根据本发明的一实施方式，其中所述连接套筒内部具有一容置空间，所述容置空间的内径大于所述杆件的直径，所述杆件的连接端处具有凸部，由所述连接套筒的外侧至内侧方向，各所述杆件的凸部外径均渐增。

根据本发明的一实施方式，其中所述连接套筒还设置有一个以上的止脱装置，所述止脱装置顶抵所述杆件的凸部，并且部分外露，所述止脱杆的外露部分的轴向截面为楔形或直角三角形。

根据本发明的一实施方式，其中所述凸部是自所述杆件直径至所述容置空间的内径之间的弧形或直线形凸起。

根据本发明的一实施方式，其中所述止脱装置为一止脱杆，所述止脱杆穿过所述连接套筒并且顶抵所述杆件的凸部，所述止脱杆还具有一止脱栓，所述止脱栓固定在所述连接套筒内并垂直的固定于止脱杆，并且所述止脱栓位于所述容置空间内。

根据本发明的一实施方式，其中所述连接套筒、膨胀套筒以及固定套筒分别由两个半圆形套筒构成，所述两对应的半圆形套筒接合处形成有一个以上的连接部，所述连接部上设置有一个以上的连接件，所述连接件将所述两对应的半圆形套筒固定连接。

根据本发明的一实施方式，其中所述膨胀套筒与所述连接套筒的接合处采用凹凸咬合的套筒结构，并且所述接合处设置一个以上的固定装置。

根据本发明的一实施方式，其中所述固定装置为一固定螺栓，所述固定螺栓穿过所述连接套筒、固定套筒、膨胀套筒以及端头与所述杆件固定连接。

根据本发明的一实施方式，其中所述连接件具体可为工字形连接件，而所述连接部为对称T字形缺口，分别形成于所述两对应的半圆形套筒上。

根据本发明的一实施方式，其中所述连接套筒及固定套筒为钢质套筒，所述膨胀套筒为木质套筒。

由上述技术方案可知，本发明的可伸长锚杆的优点和积极效果在于：

本发明提供的可伸长锚杆的延伸率相对于锚索可大大提高，最高可达到4倍，其不但具有锚索锚固深度大、承载能力高的优点，又能通过不断延伸杆体来释放部分巷道围岩载荷，并且杆体在延伸的同时还保持恒阻，可以有效维护巷道稳定，减少冒顶事故的发生。

进一步地，膨胀套筒在矿井潮湿环境下遇水膨胀，增大了锚杆与岩石之间的摩擦力，大幅提升锚固效果；通过连接套筒将锚杆杆件连接能够使锚杆不受巷道尺寸限制，增大了锚杆的使用范围；锚杆杆件连接端片采用弧形过渡或直线形的凸部，与连接套筒结合能够容许锚杆产生一定的横向和纵向变形而不失效，特别是软岩、高应力围岩等环境，更能发挥其自身优势。杆件之间使用连接套筒还可解决目前煤矿巷道由于空间不足不能使用长锚杆和锚杆锚固力不足的问题。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的两杆件接合端处的放大结构示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的端头、固定套筒及杆体连接处的放大结构示意图。

图4为沿图1中A-A线的剖面示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如图1所示，是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的结构示意图。如图所示，本发明实施例的可伸长锚杆主要可包括杆体1、托盘2及端头3，其中，托盘2可拆卸的设置于杆体1的一端，其主要用于在锚固时压紧岩土的外沿面。托盘2与杆体1的安装方式可采用可拆卸式安装，例如螺接方式，当然也可以采用本领域所公知的其它连接方式，在此并不限制其具体的连接。托盘2可采用目前公知的各种托盘类型，例如蝶形托盘或平板形托盘，在此并不对托盘的类型进行限制。

举例而言，端头3可选择为金属材质的锥形套筒，端头3设置在杆体1的另一端。锚固时，端头3位于岩土的深处，端头3可采用固定式安装或者可拆卸式安装设置于杆体1上，例如在端头3的套筒内侧设有内螺纹，杆体1的一端设有外螺纹，二者通过内外螺纹相互装配在一起，端头3还可以采用焊接方式直接固定于杆1上。进一步的，端头3还可以通过一个以上的固定装置4设置于杆体1的一端上，在一实施例中，该固定装置4具体可选择为固定螺栓，固定装置4依次穿过端头3及杆体1而将他们固定连接在一起。另外端头3与杆体1的装配方式仅为举例性，在此并不限制其具体的装配方式，其当然也可以采用本领域公知的其它装配方式。

根据一示例性实施方式，杆体1包括至少两个相互连接的杆件11，杆件11采用具有一定强度的金属制成，在本发明的实施例，其具体可采用螺纹钢制成，或者采用其它本领域所公知的材料制成。两个相互连接的杆件11之间可采用螺纹连接，或者其它本领域所公知的可拆卸的连接方式。在两个杆件11连接端处的外侧还设有一连接套筒5。连接套筒5包覆于两个杆件11的连接端处的外侧，并且通过一个以上的固定装置4与两个杆件11固定连接，该连接套筒5具体可为钢性材质，或者其它可达到强度的其它材质，本发明并不限制其具体的材质，采用刚性材质的主要目的是为增加杆体1的强度，在连接套筒5内部还具有一容置空间51，且该容置空间51的内径大于杆件11的直径。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的两杆件接合端处的放大结构示意图。如图2所示，杆件11的连接端处设有由连接套筒5的外侧至内侧方向均渐增的凸部111，该凸部是自杆件11直径至该容置空间的内径之间的弧形或直线形凸起，设计凸部111的主要目的是为在锚杆变形时， 依然可以保持一定的恒阻，这样在锚杆安装好后，利用弧形凸起不仅使锚杆能够伸长，而且使锚杆与围岩之间的摩擦力随锚杆的伸长而不断增大。此外，两个杆件11的连接端处可伸长的功能也使锚杆在横向上允许一定得变形而不失效。另外在本发明的一实施例中，当采用多个杆件11连接在一起时，本发明提供的可伸长锚杆不仅能够实现较大的变形，而且在变形的同时还能保持恒阻。

如图1所示，在杆件11外侧的其它部位包覆有膨胀套筒6，采用可膨胀材质的主要目的是为了增加杆体1的膨胀性，在本实施例中，膨胀套筒具体可采用木质套筒，当然其也可以是其它可膨胀的材质，本发明并不限制其具体的材质，锚固时随着膨胀套筒6的膨胀，可进一步的增加杆体1与围岩之间的摩擦力，能够有效的防止脱锚的情况发生，大大的提高了锚固性能。

于本发明的一实施例中，连接套筒5与膨胀套筒6的接合处可采用凹凸咬合的套筒结构，并且在其接合处设置一个以上的固定装置4。另外连接套筒5的两端横截面可为方形切口，随着锚杆的伸长，切口尺寸增大导致膨胀套筒6进一步膨胀，进一步增大锚杆与岩石之间的摩擦力，抑制锚杆进一步变形，从而阻止围岩移动变形。

杆件11的数量可根据需要进行增加，且可以在两个杆体11的连接处配合增加相配套的连接套筒5及/或膨胀套筒6。如此，锚杆的长度的进行灵活装配，而且，纵向上可以进行多次膨胀以增加锚杆与岩体的锚固作用。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的结构示意图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的两杆件接合端处的放大结构示意图。图3是根据一示例性实施方式示出的一种可伸长锚杆的端头、固定套筒及杆体连接处的放大结构示意图。图4为沿图1中A-A线的剖面示意图。

于本发明的一实施例中，如图1或图3所示，在杆件11靠近端头3的一侧还可设置有固定套筒7，并通过一个以上的固定装置4与杆件11及端头3固定，在实施例中，该固定套筒7采用钢性材质，是为了增大杆件11的与端端头之间的强度，同时也可以增加杆体1的强度，增大了锚杆的使用范围。

参照图1至图4，在本发明的一些实施中，固定装置4具体可以是一固定螺栓，固定装置一般可采用金属材质制成，当然其也可以采用其它的材质 制成，本发明对此并不限制，固定装置4穿过连接套筒5、膨胀套筒6、固定套筒7以及端头与杆件11固定连接在一起。并且固定装置4部分祼露于杆体1外侧，并且外露部分的轴向截面为楔形，当然其也可以设计成直角三角形，采用此种设计，主要是为了增加锚杆的锚固力，增加锚杆与围岩的摩擦力。

参照图1至图4，在本发明的一些实施中，连接套筒5和膨胀套筒6以及固定套筒7分别由两个半圆形套筒构成，在两个对应的半圆形套筒接合处形成有一个以上的连接部100，连接部100在本实施例中可为在上述接合处开设的工字型缺口，在所述多个连接部100上设置有多个连接件101，该连接件101具体为对应上述连接部100的形状加工成工字型，用于将两个对应的半圆形套筒固定连接在一起形成完整圆筒，连接件101可采用刚性材质制成，以增加连接的强度。采用这样的设计可以使本发明的可伸长锚杆在实际应用中操作更加便捷。当然连接部100及连接件101也可采用其它形状的装配设置，例如可采用C字型，本发明并不限制其具体的形状，总之只要满足将上述两个半圆形套筒结合的形状均可。

如图2所示，在连接套筒5内还设有一个以上的止脱装置8，该止脱装置8在本技术方案中具体为一止脱杆81，穿过连接套筒5并且顶低杆件11的凸部111，并且部分外露，止脱杆81的外露部分的轴向截面为楔形或直角三角形，以增大与围岩之间的摩擦作用，与止脱杆81相配合使用的还有一止脱栓82，该止脱栓82位于连接套筒5的容置空间内，并垂直的固定于止脱杆81上，用于加强连接套筒5与杆件11结合处的强度，防止止脱杆81被杆件11挤压出导致脱锚。

本发明提供的可伸长锚杆的延伸率相对于锚索可大大提高，最高可达到4倍以上，其不但具有锚索锚固深度大、承载能力高的优点，又能通过不断延伸杆体来释放部分巷道围岩载荷，并且杆体在延伸的同时还保持恒阻，可以有效维护巷道稳定，减少冒顶事故的发生。

膨胀套筒在矿井潮湿环境下遇水膨胀，增大了锚杆与岩石之间的摩擦力，大幅提升锚固效果；通过连接套筒将锚杆杆件连接能够使锚杆不受巷道尺寸限制，增大了锚杆的使用范围；锚杆杆件连接部采用弧形过渡的凸部，与连接套筒结合能够容许锚杆产生一定的横向和纵向变形而不失效，特别是软岩、 高应力围岩等环境，更能发挥其自身优势。杆杆之间使用连接套筒还可解决目前煤矿巷道由于空间不足不能使用长锚杆和锚杆锚固力不足的问题。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种可伸长锚杆，包括一杆体以及分别设置于所述杆体两端的托盘及端头，其特征在于，所述托盘可拆卸的设置于所述杆体的一端，所述端头通过一个以上的固定装置设置于所述杆体的另一端；

所述杆体包括至少两个相互连接的杆件、连接套筒以及膨胀套筒，所述连接套筒包覆于两个相互连接的所述杆件连接端处的外侧，并且通过一个以上的固定装置与所述杆件固定，所述膨胀套筒包覆于杆件除连接端处以外的其它部分；

所述杆件靠近端头的一侧设置有一固定套筒，所述固定套筒通过一个以上的固定装置与所述杆件及端头固定；

所述连接套筒内部具有一容置空间，所述容置空间的内径大于所述杆件的直径，所述杆件的连接端处具有凸部，由所述连接套筒的外侧至内侧方向，各所述杆件的凸部外径均渐增。

2.如权利要求1所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述连接套筒还设置有一个以上的止脱装置，所述止脱装置顶抵所述杆件的凸部，并且部分外露，所述止脱装置的外露部分的轴向截面为楔形或直角三角形。

3.如权利要求1所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述凸部是自所述杆件直径至所述容置空间的内径之间的弧形或直线形凸起。

4.如权利要求2所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述止脱装置为一止脱杆，所述止脱杆穿过所述连接套筒并且顶抵所述杆件的凸部，所述止脱杆还具有一止脱栓，所述止脱栓固定在所述连接套筒内并垂直的固定于止脱杆，并且所述止脱栓位于所述容置空间内。

5.如权利要求1所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述连接套筒、膨胀套筒以及固定套筒均由两个半圆形套筒构成，两对应的半圆形套筒接合处形成有一个以上的连接部，所述连接部上设置有一个以上的连接件，所述连接件将所述两对应的半圆形套筒固定连接。

6.如权利要求1所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述膨胀套筒与所述连接套筒的接合处采用凹凸咬合的套筒结构，并且所述接合处设置一个以上的固定装置。

7.如权利要求1所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述固定装置为一固定螺栓，所述固定螺栓穿过所述连接套筒、固定套筒、膨胀套筒以及端头与所述杆件固定连接。

8.如权利要求5所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述连接件具体为工字形连接件，而所述连接部为对称T字形缺口，分别形成于所述两对应的半圆形套筒上。

9.如权利要求1至8的任一项所述的可伸长锚杆，其特征在于，所述连接套筒及固定套筒为钢质套筒，所述膨胀套筒为木质套筒。