專利名稱：通用節(jié)能快速錨固方法及錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錨桿技術(shù)，特別是涉及一種通用節(jié)能快速錨固方法及錨桿。
背景技術(shù)：
錨桿支護(hù)作用機(jī)理錨桿支護(hù)的作用有加固拱作用、懸吊作用、組合梁作用、圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用和減小跨度作用等。(I)懸吊作用在層狀巖層中，錨桿將下部不穩(wěn)定的巖層懸吊在上部穩(wěn)固的巖層上。錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量。2)組合梁作用在沒有穩(wěn)固巖層的薄層狀巖層中，通過錨桿的預(yù)拉應(yīng)力，將視為組合梁的各薄巖層擠緊，提高其自承能力。決定組合梁穩(wěn)定性的主要因素是錨桿的預(yù)拉應(yīng)力及桿體強(qiáng)度和巖層性質(zhì)。(3)加固拱作用對(duì)于被縱橫交錯(cuò)的弱面所切割的塊狀或破裂狀圍巖，如果及時(shí)用錨桿加固，就能提高巖體結(jié)構(gòu)弱面的抗剪強(qiáng)度，在圍巖周邊一定厚度的范圍內(nèi)形成一個(gè)不僅能維持自身穩(wěn)定，而且能防止其上部圍巖松動(dòng)和變形的加固拱，從而保持巷道的穩(wěn)定。(4)減少跨度作用巷道頂板打上錨桿，相當(dāng)于在該處打上了點(diǎn)柱。因此，就相當(dāng)于把巷道頂板巖石懸露的跨度縮少了，從而提高了頂板巖層的抗彎曲能力。錨桿的分類與安裝I)木錨桿我國使用的木錨桿有兩種，即普通木錨桿和壓縮木錨桿。(I)普通木錨桿是采用優(yōu)質(zhì)木材制作的，常用的有榆木、槐木、桑木等。要求木紋平直、無疵病,有足夠的強(qiáng)度。普通木錨桿由木內(nèi)楔、木桿體、木托板和木外楔組成。桿體上下兩楔縫應(yīng)相互垂直，防止打楔造成劈裂。木錨桿的安裝方法是先將木內(nèi)楔插到錨桿頂端楔縫中，然后將桿體放入眼孔內(nèi)，在錨桿尾端加力錘擊，錨桿錨固后，再上好木托板，在錨桿尾端楔縫中加打木外楔封住眼孔并撐緊托板。普通木錨桿結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，加工容易，成本低。但錨固力小，易腐朽變形，多在服務(wù)年限短的采區(qū)煤或半煤巷中錨固煤幫用，使用時(shí)應(yīng)注意防腐處理。(2)壓縮木錨桿是利用壓縮木制成的錨桿。壓縮木是把潮濕的木材加以橫紋壓縮，就會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形，在變形狀態(tài)掘進(jìn)工下予以熱處理和冷卻，彈性變形就轉(zhuǎn)化成塑性變形即成了壓縮木。當(dāng)壓縮木吸水后，塑性變形又轉(zhuǎn)化為彈性變形，產(chǎn)生一種能恢復(fù)到接近原來尺寸和開頭的膨脹特性。壓縮木的密度可達(dá)I. 4t/m3力學(xué)強(qiáng)度要比一般木材大2 3倍。壓縮木錨桿比普通木錨桿強(qiáng)度大，它是全長錨固，錨固力大。這種錨桿的錨固力可達(dá)40kN。以用于松軟煤層巷道煤幫的錨固和綜采工作面煤幫的加固(防片幫冒頂事故)為宜。壓縮木錨桿的安裝與楔縫木錨桿基本相同，但在放入眼孔前，要把桿體浸濕，馬上將浸濕的桿體放入眼孔中。壓縮木錨桿的托板多采用金屬托板，另外還配有金屬襯套。此種錨桿制作工藝復(fù)雜，必須在專門工廠生產(chǎn)，成本高，儲(chǔ)存保管不便，因此使用不多。2)倒楔式金屬錨桿這種錨桿曾經(jīng)是使用最為廣泛的錨桿形式之一，由于它加工簡單，安裝方便，具有一定的錨固力，因此，這種錨桿在一定范圍內(nèi)至今還在使用。倒楔式金屬錨桿由錨頭、桿體、托板和螺帽四部分組成。錨頭是由與桿體相連的固定楔和活動(dòng)倒楔兩個(gè)部分組成，固定楔與倒楔沿斜面相對(duì)移動(dòng)，壓緊眼孔壁形成錨固力。安裝時(shí)，先把倒楔綁在固定楔的下部適當(dāng)位置，輕輕送入錨桿眼孔中，然后用一個(gè)專用的金屬桿沿錨桿側(cè)插入到倒楔處，錘擊金屬桿時(shí)將倒楔頂入固定楔斜面，利用倒楔把固定楔楔緊在眼孔中，使錨桿得到錨固力，再上好托板，擰緊螺帽即可。這種錨桿安裝時(shí)不需完全插到眼孔底部就能錨固，所以對(duì)眼孔深度要求不嚴(yán)；巷道報(bào)廢時(shí)，可擰下螺帽退下墊板，用錘向里打擊桿體，松動(dòng)倒楔，拆下錨桿，所以這種錨桿可以回收復(fù)用。3)管縫式錨桿管縫錨桿是一種全長摩擦錨固式錨桿，這種錨桿具有安裝簡單，錨固可靠，初錨力大，永久錨固力隨圍巖移動(dòng)而增長。管縫錨桿由高強(qiáng)度鋼管或鋼板卷制成，沿鋼管全長有一條縫，實(shí)際上是一條有開縫的鋼管，在管的頂端是錐體，尾端焊有一個(gè)由鋼筋制成的圓環(huán)。這種錨桿桿體穩(wěn)定，錨固力大，節(jié)省鋼材，施工速度快，支護(hù)效果好。管縫錨桿安裝對(duì)鉆孔要求比較嚴(yán)格，一般錨桿直徑要比鉆孔直徑大2mm 3mm，用外力強(qiáng)迫壓入鉆孔中。管徑縮小，對(duì)孔壁產(chǎn)生環(huán)向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁。桿體與孔壁之間產(chǎn)生軸向摩擦力，從而形成錨固力，該錨固力沿錨桿全長分布。此外，托板緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應(yīng)力狀態(tài)。錨桿安裝時(shí)，安裝機(jī)機(jī)身軸線應(yīng)與錨桿軸線相一致，盡量減少偏差，防止錨桿遭受過大彎矩，使錨桿損壞和安裝不進(jìn)去。
4)樹脂錨桿用樹脂作為粘結(jié)劑進(jìn)行錨固的方式稱為樹脂錨桿。由于樹脂成本高，所以多用端頭錨固，但也可以實(shí)現(xiàn)全長錨固。樹脂錨桿的桿體可為鋼材、木材、竹材或玻璃鋼材等。樹脂錨固劑根據(jù)其凝固固化時(shí)問，有超快的，有快速的，有中速的和慢速的。安裝時(shí)，先將帶螺母的連接頭擰緊在桿尾螺紋上；使兩個(gè)螺母在桿體上互相擠緊，然后用桿體量準(zhǔn)眼深，劃好記號(hào)，再用桿體將錨固劑送到眼底。攪拌時(shí)間應(yīng)根據(jù)錨固劑技術(shù)特征而定。等錨固劑固化后取下煤電鉆或攪拌器。上托板。尾部螺母必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保托板與巖面貼緊，嚴(yán)防松動(dòng)。5)快硬膨脹水泥錨桿快硬膨脹水泥是采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥加人外加劑而成，具有速凝、早強(qiáng)、減水、膨脹等特點(diǎn)，用以錨固錨桿，一般都是做成水泥藥卷使用。水泥藥卷一般做成空心的，中心有帶砂網(wǎng)的中心孔，錨桿可直接穿人，也可做成實(shí)心藥卷。安裝時(shí)先把藥卷串入錨桿，上好墊圈，然后手持錨桿體將藥卷浸水，浸水5s后套上^2020mm輔助安裝鋼管，把錨桿送進(jìn)眼孔中，再用輔助安裝管沖壓密實(shí)即可。由于操作時(shí)浸水時(shí)間不易掌握，安裝質(zhì)量受人為因素影響較大，現(xiàn)已很少使用。6)錨索錨索是采用有一定彎曲柔性的鋼絞線通過預(yù)先鉆出的鉆孔以一定的方式錨固在圍巖深部，外露端由工作錨通過預(yù)張拉壓緊托盤對(duì)圍巖進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的一種手段。其特點(diǎn)是錨固深度大、承載能力高、可施加較大的預(yù)緊力，因而可獲得比較理想的支護(hù)效果，是目前最可靠、最有效的一種手段。其加固范圍、支護(hù)強(qiáng)度、可靠性是普遍錨桿支護(hù)所無法比擬的。其一般采用樹脂藥卷錨固，通過專用裝置可以像安裝普通樹脂錨桿那樣用錨索攪拌樹脂藥卷對(duì)錨索錨固端進(jìn)行加長錨固，用普通錨桿機(jī)即可完成打孔、安裝。隨著現(xiàn)代化礦井的發(fā)展，大型礦井的建設(shè)越來越多，煤層開采機(jī)械化程度高，巷道支護(hù)技術(shù)尤為重要，對(duì)錨固支護(hù)的要求越來越高，因而對(duì)錨桿的材質(zhì)性能要求更高，對(duì)錨桿的結(jié)構(gòu)要求簡單化，錨固方式要求方便、快捷、安全。發(fā)明方案本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種簡單、方便、快捷、可靠的通用節(jié)能快速錨固方法，本發(fā)明目的還在于提供用于實(shí)施該方法的錨桿。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通用節(jié)能快速錨固方法是將外周配有錨固體的錨桿一端插入鉆孔，直徑大于鉆孔孔徑的錨固體約束片被擋在鉆孔外，從錨桿錨固體的最末節(jié)外緣脫出，被壓縮的彈簧伸張，擠壓錨桿錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨桿錨固體的其它節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀；軸向移動(dòng)形成連鎖反應(yīng)使錨桿錨固體的每節(jié)均因軸向移動(dòng)而導(dǎo)致徑向擴(kuò)張，形成由若干節(jié)倒刺組成的棒狀錨固體，倒刺組成的棒狀錨固體使錨桿只能進(jìn)，不能退，起到錨固作用。該方法使用的錨桿支護(hù)不僅可給巷道提供一定的支護(hù)阻力，而且可提高巷道圍巖的承載能力，錨桿長度越長，巷道圍巖承載能力增量越高，大直徑錨桿隨其長度加長，巷道圍巖承載能力增量幅度增大，錨桿間排距越小，巷道圍巖承載能力增量越大，錨桿承載能力越大，巷道圍巖承載能力的增量越大。其具有錨桿桿體穩(wěn)定，錨固力大，節(jié)省材料，施工速度快，支護(hù)效果好，并且簡單、方便、快捷、可靠的優(yōu)點(diǎn)。作為優(yōu)化，所述當(dāng)錨桿錨固體到達(dá)鉆孔合適位置時(shí)，擰緊錨桿尾螺紋上的螺母，使托盤與鉆孔表面貼緊，鎖死；錨固體對(duì)孔壁產(chǎn)生環(huán)向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁，與孔 壁之間產(chǎn)生軸向摩擦力，從而形成錨固力。作為優(yōu)化，所述托盤緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應(yīng)力狀態(tài)；尾部螺母用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊。用于實(shí)施本發(fā)明所述方法的通用節(jié)能快速錨桿包括內(nèi)端部有錨桿頭的錨桿體及其外端部配裝的螺母和托盤，其特別之處在于錨桿體在錨桿頭內(nèi)側(cè)套裝有壓緊彈簧支撐的錨固體，至少最末一節(jié)錨固體外周套裝有約束片；約束片脫離錨固體后，壓縮的壓緊彈簧伸張，擠壓錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨固體的其他節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。該錨桿支護(hù)不僅可給巷道提供一定的支護(hù)阻力，而且可提高巷道圍巖的承載能力，錨桿長度越長，巷道圍巖承載能力增量越高，大直徑錨桿隨其長度加長，巷道圍巖承載能力增量幅度增大，錨桿間排距越小，巷道圍巖承載能力增量越大，錨桿承載能力越大，巷道圍巖承載能力的增量越大。其具有操作簡單，安裝方便，錨固速度快、強(qiáng)度高，錨固方式易改變，質(zhì)量易控制，安全可靠，性價(jià)比優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。完全滿足現(xiàn)代化礦井、井巷、煤巷錨桿支護(hù)的技術(shù)要求，抗腐蝕、耐老化性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)錨桿。作為優(yōu)化，所述錨固體為后節(jié)前端抵住前節(jié)后端內(nèi)周的后部分瓣式多級(jí)套管，所述壓緊彈簧支撐在最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣的后端內(nèi)周，該后部分瓣的外周再套裝約束片。作為優(yōu)化，所述壓緊彈簧收縮在最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣與錨桿體上的彈簧座之間。作為優(yōu)化，所述壓緊彈簧的收縮方式為旋緊收縮或者壓緊收縮。作為優(yōu)化，所述旋緊收縮是所述壓緊彈簧后端與所述彈簧座或者錨桿體周向卡接，所述壓緊彈簧前端與所述錨桿體周向卡接并且被約束片通過最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣間接約束或者與最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣周向卡接，被約束片間接約束。作為優(yōu)化，所述壓緊收縮是所述壓緊彈簧前端與所述錨桿體軸向卡接，并且被約束片通過最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣間接約束。作為優(yōu)化，所述錨桿體在托盤與螺母之間還配裝有墊片，所述約束片直徑大于鉆孔徑。所述錨固體還可以是塔形螺旋管式，該錨固體是所述最后一節(jié)錨固體末端外周套裝有使錨固體呈旋緊狀態(tài)的約束片，最后一節(jié)錨固體末端向外配裝有約束狀態(tài)的壓緊彈簧，壓緊彈簧外端有彈簧座。所述使錨固體呈旋緊狀態(tài)是螺旋管式彈性錨固體前端與錨桿頭或者錨桿體周向固裝，螺旋管式彈性錨固體后端通過約束片約束與錨桿體臨時(shí)周向卡固。所述錨桿頭或者錨桿體制有軸向卡頭，螺旋管式彈性錨固體前端制有與軸向卡頭配合的鉤頭；螺旋管式彈性錨固體后端制有鉤頭，所述錨桿體上制有與之配合的軸向卡頭。所述約束片脫除后，旋管式彈性錨固體后端與錨桿體脫離臨時(shí)周向卡固。所述約束狀態(tài)的壓緊彈簧是彈簧的擠壓壓縮狀態(tài)或者是彈簧的旋緊壓縮狀態(tài)。所述旋緊壓縮狀態(tài)是壓緊彈簧外端與錨桿體或者彈簧座軸向卡固，壓緊彈簧內(nèi)端與旋緊狀態(tài)的螺旋管式彈性錨固體末端周向卡固。本發(fā)明錨桿的工作原理是先在需要錨固的位置鉆孔，然后將錨桿錨固體一端朝向鉆孔插入，在插入的過程中當(dāng)約束片到達(dá)鉆孔口時(shí)，由于約束片的直徑大于鉆孔孔徑，所以約束片被擋在鉆孔外。通用節(jié)能快速錨桿持續(xù)插入，約束片從通用節(jié)能快速錨桿錨固體的最末節(jié)外緣脫出，被壓縮的彈簧伸張，擠壓通用節(jié)能快速錨桿錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向通用節(jié)能快速錨桿錨固體的其它節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張。軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。軸向移動(dòng)形成連鎖反應(yīng)使通用節(jié)能快速錨桿錨固體的每節(jié)均因軸向移動(dòng)而導(dǎo)致徑向擴(kuò)張，形成由若干節(jié)倒刺組成的棒狀錨固體。倒刺組成的棒狀錨固體使通用節(jié)能快速錨桿只能進(jìn)，不能退。當(dāng)通用節(jié)能快速錨桿的錨固體，到達(dá)鉆孔合適位置時(shí)，擰緊錨桿尾螺紋上的螺母，使托盤與鉆孔表面貼緊，鎖死。錨固體對(duì)孔壁產(chǎn)生環(huán)向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁，與孔壁之間產(chǎn)生軸向摩擦力，從而形成錨固力。此外，托盤緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應(yīng)力狀態(tài)。尾部螺母必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保嚴(yán)防松動(dòng)。通用節(jié)能快速錨桿具有安裝簡單，錨固可靠，初錨力大，永久錨固力隨圍巖移動(dòng)而增長。錨桿桿體穩(wěn)定，錨固力大，節(jié)省材料，施工速度快，支護(hù)效果好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明錨桿支護(hù)不僅可給巷道提供一定的支護(hù)阻力，而且可提高巷道圍巖的承載能力，錨桿長度越長，巷道圍巖承載能力增量越高，大直徑錨桿隨其長度加長，巷道圍巖承載能力增量幅度增大，錨桿間排距越小，巷道圍巖承載能力增量越大，錨桿承載能力越大，巷道圍巖承載能力的增量越大。本發(fā)明錨桿的錨固長度(錨桿的錨固裝置與鉆孔孔壁的有效結(jié)合長度)，即錨固體2，可按節(jié)數(shù)組合，隨機(jī)改變長度。既可端頭錨固(錨桿的錨固長度不大于鉆孔長度的1/3)，也可全長錨固(錨桿的錨固長度不小于鉆孔長度的90%，該錨固力沿錨桿全長分布其特點(diǎn)是錨固深度大、承載能力高、可施加較大的預(yù)緊力，因而可獲得比較理想的支護(hù)效果，是目前最可靠、最有效的一種手段。其加固范圍、支護(hù)強(qiáng)度、可靠性是普通錨桿支護(hù)所無法比擬的)，還可以加長錨固(錨桿的錨固長度介于端頭錨固與全長錨固之間)。技術(shù)的優(yōu)越性改善半煤巖巷和煤巷的受力，由棚式被動(dòng)支護(hù)改為錨桿主動(dòng)支護(hù)， 使錨桿與煤層共同組成支護(hù)體系。省時(shí)、省力、降低成本和提高效率。減少巷道維修量，無棚支護(hù)、無需維修，所要維修的只是檢查因煤層的變化造成螺帽是否松動(dòng)。簡化工作面超前支護(hù)，綜采工作面上、下順槽采用錨桿支護(hù)有效減少回采超前壓力對(duì)巷道的破壞，不需架棚、撤棚工序，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率，降低噸煤成本。消除安全隱患，回采時(shí)，綜采機(jī)不傷刀具，不會(huì)產(chǎn)生火花，減少安全隱患。降低支護(hù)成本，節(jié)約大量的鋼材、木材。減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。減小輔助運(yùn)輸量，千米巷道減少材料運(yùn)輸量4倍以上。有利于生產(chǎn)組織，簡化工作面端頭及超前支護(hù)、片幫現(xiàn)象基本消除，有利于安全快速的組織生產(chǎn)。從錨桿的結(jié)構(gòu)上做到簡單化，錨固方便、快捷、安全。具有錨桿桿體穩(wěn)定，錨固力大，節(jié)省材料，施工速度快，支護(hù)效果好的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明通用節(jié)能快速錨桿未工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的俯視結(jié)構(gòu) 示意圖；圖3是本發(fā)明通用節(jié)能快速錨桿工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記1錨桿頭，2錨固體,3約束片,4彈簧,5彈簧座,6錨桿體,7托盤,8墊片，9螺母。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通用節(jié)能快速錨固方法是將外周配有錨固體的錨桿一端插入鉆孔，直徑大于鉆孔孔徑的錨固體約束片被擋在鉆孔外，從錨桿錨固體的最末節(jié)外緣脫出，被壓縮的彈簧伸張，擠壓錨桿錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨桿錨固體的其它節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀；軸向移動(dòng)形成連鎖反應(yīng)使錨桿錨固體的每節(jié)均因軸向移動(dòng)而導(dǎo)致徑向擴(kuò)張，形成由若干節(jié)倒刺組成的棒狀錨固體，倒刺組成的棒狀錨固體使錨桿只能進(jìn)，不能退，起到錨固作用。所述當(dāng)錨桿錨固體到達(dá)鉆孔合適位置時(shí)，擰緊錨桿尾螺紋上的螺母，使托盤與鉆孔表面貼緊，鎖死；錨固體對(duì)孔壁產(chǎn)生環(huán)向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁，與孔壁之間產(chǎn)生軸向摩擦力，從而形成錨固力。所述托盤緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應(yīng)力狀態(tài)；尾部螺母用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊。用于實(shí)施本發(fā)明所述方法的通用節(jié)能快速錨桿包括內(nèi)端部有錨桿頭I的錨桿體6及其外端部配裝的托盤7墊片8和螺母9，錨桿體6在錨桿頭I內(nèi)側(cè)套裝有壓緊彈簧4支撐的錨固體2，錨固體2外周套裝有約束片3 ;約束片3脫離錨固體后，壓縮的壓緊彈簧伸張，擠壓錨固體2的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨固體2的其他節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體2每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。所述錨固體2為后節(jié)前端抵住前節(jié)后端內(nèi)周的后部分四瓣式多級(jí)套管，所述壓緊彈簧4支撐在最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣的后端內(nèi)周，該后部分瓣的外周再套裝約束片3。所述壓緊彈簧4收縮在最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣與錨桿體6上的彈簧座5之間。所述壓緊彈簧的收縮方式為旋緊收縮(或者壓緊收縮，即所述壓緊收縮是所述壓緊彈簧前端與所述錨桿體軸向卡接，并且被約束片通過最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣間接約束)。所述旋緊收縮是所述壓緊彈簧后端與所述彈簧座或者錨桿體周向卡接，所述壓緊彈簧前端與所述錨桿體周向卡接并且被約束片通過最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣間接約束或者與最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣周向卡接，被約束片間接約束。即其桿頭I直徑大于通用節(jié)能快速錨桿錨的桿體6，并且位于通用節(jié)能快速錨桿錨的頂端。錨固體2位于通用節(jié)能快速錨桿錨的桿頭I下面，由若干節(jié)組成。約束片3位于通用節(jié)能快速錨桿錨固體2的最末節(jié)外緣。彈簧4位于通用節(jié)能快速錨桿錨固體2的最末節(jié)下面，彈簧座5，位于彈簧底部。錨桿體6位于通用節(jié)能快速錨桿錨固體2的內(nèi)部。托盤7位于通用節(jié)能快速錨桿錨的桿體6末端。墊片8位于通用節(jié)能快速錨桿的托盤7下端。螺母9位于通用節(jié)能快速錨桿的墊片8下端。 工作方式是先在需要錨固的位置鉆孔，然后將錨桿錨固體一端朝向鉆孔插入，在插入的過程中當(dāng)約束片3到達(dá)鉆孔口時(shí)，由于約束片3的直徑大于鉆孔孔徑，所以約束片3被擋在鉆孔外。通用節(jié)能快速錨桿持續(xù)插入，約束片3從通用節(jié)能快速錨桿錨固體的最末節(jié)外緣脫出，被壓縮的彈簧伸張，擠壓通用節(jié)能快速錨桿錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向通用節(jié)能快速錨桿錨固體的其他節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張。軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。軸向移動(dòng)形成連鎖反應(yīng)使通用節(jié)能快速錨桿錨固體的每節(jié)均因軸向移動(dòng)而導(dǎo)致徑向擴(kuò)張，形成由若干節(jié)倒刺組成的棒狀錨固體。倒刺組成的棒狀錨固體2使通用節(jié)能快速錨桿只能進(jìn)，不能退。當(dāng)通用節(jié)能快速錨桿的錨固體2，到達(dá)鉆孔合適位置時(shí)，擰緊錨桿尾螺紋上的螺母，使托盤與鉆孔表面貼緊，鎖死。錨固體2對(duì)孔壁產(chǎn)生環(huán)向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁，與孔壁之間產(chǎn)生軸向摩擦力，從而形成錨固力。此外，托盤緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應(yīng)力狀態(tài)。尾部螺母必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保嚴(yán)防松動(dòng)。通用節(jié)能快速錨桿具有安裝簡單，錨固可靠，初錨力大，永久錨固力隨圍巖移動(dòng)而增長。錨桿桿體穩(wěn)定，錨固力大，節(jié)省材料，施工速度快，支護(hù)效果好的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種通用節(jié)能快速錨固方法，其特征在于將外周配有錨固體的錨桿一端插入鉆孔，直徑大于鉆孔孔徑的錨固體約束片被擋在鉆孔外，從錨桿錨固體的最末節(jié)外緣脫出，被壓縮的彈簧伸張，擠壓錨桿錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨桿錨固體的其它節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀；軸向移動(dòng)形成連鎖反應(yīng)使錨桿錨固體的每節(jié)均因軸向移動(dòng)而導(dǎo)致徑向擴(kuò)張，形成由若干節(jié)倒刺組成的棒狀錨固體，倒刺組成的棒狀錨固體使錨桿只能進(jìn)，不能退，起到錨固作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述錨固方法，其特征在于所述當(dāng)錨桿錨固體到達(dá)鉆孔合適位置時(shí)，擰緊錨桿尾螺紋上的螺母，使托盤與鉆孔表面貼緊，鎖死；錨固體對(duì)孔壁產(chǎn)生環(huán)向的徑向彈性張力，緊緊擠壓孔壁，與孔壁之間產(chǎn)生軸向摩擦力，從而形成錨固力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述錨固方法，其特征在于所述托盤緊壓孔口巖壁，使巖石近似處于三向應(yīng)力狀態(tài)；尾部螺母用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊。
4.一種用于實(shí)施權(quán)利要求I所述方法的錨桿，包括內(nèi)端部有錨桿頭的錨桿體及其外端部配裝的螺母和托盤，其特征在于錨桿體在錨桿頭內(nèi)側(cè)套裝有壓緊彈簧支撐的錨固體，至少最末一節(jié)錨固體外周套裝有約束片；約束片脫離錨固體后，壓縮的壓緊彈簧伸張，擠壓錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨固體的其他節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述錨桿，其特征在于所述錨固體為后節(jié)前端抵住前節(jié)后端內(nèi)周的后部分瓣式多級(jí)套管，所述壓緊彈簧支撐在最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣的后端內(nèi)周，該后部分瓣的外周再套裝約束片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述錨桿，其特征在于所述壓緊彈簧收縮在最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣與錨桿體上的彈簧座之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述錨桿，其特征在于所述壓緊彈簧的收縮方式為旋緊收縮或者壓緊收縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述錨桿，其特征在于所述旋緊收縮是所述壓緊彈簧后端與所述彈簧座或者錨桿體周向卡接，所述壓緊彈簧前端與所述錨桿體周向卡接并且被約束片通過最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣間接約束或者與最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣周向卡接，被約束片間接約束。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述錨桿，其特征在于所述壓緊收縮是所述壓緊彈簧前端與所述錨桿體軸向卡接，并且被約束片通過最后一級(jí)套管式錨固體的后部分瓣間接約束。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或者5或者6或者7或者8或者9所述錨桿,其特征在于所述錨桿體在托盤與螺母之間還配裝有墊片，所述約束片直徑大于鉆孔徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通用節(jié)能快速錨固方法及錨桿，為解決現(xiàn)有錨桿錨固速度慢問題，方法是將外周配有錨固體的錨桿一端插入鉆孔，錨固體約束片被擋在鉆孔外從錨桿錨固體脫出，被壓縮的彈簧伸張，擠壓錨桿錨固體使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。錨桿包括內(nèi)端部有錨桿頭的錨桿體及其外端部配裝的螺母和托盤，其特征在于錨桿體在錨桿頭內(nèi)側(cè)套裝有壓緊彈簧支撐的錨固體，至少最末一節(jié)錨固體外周套裝有約束片；約束片脫離錨固體后，壓縮的壓緊彈簧伸張，擠壓錨固體的最末節(jié)，使其沿軸向方向，向錨固體的其他節(jié)沿軸向移動(dòng)擠壓和沿徑向擴(kuò)張，軸向移動(dòng)使錨固體每一節(jié)的頭部都插入與其相鄰一節(jié)的尾部，使其沿徑向擴(kuò)張，呈倒刺狀。具有錨桿桿體穩(wěn)定，錨固力大，節(jié)省材料，施工速度快，支護(hù)效果好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21D21/00GK102644470SQ201210113908
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者回樹林, 李治中 申請(qǐng)人:回樹林, 李治中