[发明专利]一种用于控制深部岩体的锚固吸能锚杆装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制深部岩体的锚固吸能锚杆装置。

背景技术

锚杆作为一种主动支护形式，在地下工程中有广泛应用。但是，进入到深部地下开采之后，由于深部岩体在高地应力作用下具有大变形和持续流变等特点，而且岩爆频率增加。目前普遍采用的左旋螺纹钢锚杆不能很好的满足深部地下工程的需求，主要表现在锚固效率不高，尤其是长锚杆或超长锚杆的锚固效率和锚固效果都不是很理想。同时，随着岩爆的增多，要求锚杆装置应具有一定的吸能效果，方能抵抗或者削弱岩爆的破坏作用。因此，亟需一种能够高效锚固且具有一定吸能效果的锚杆装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、安装方便的用于控制深部岩体的锚固吸能锚杆装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种用于控制深部岩体的锚固吸能锚杆装置，包括短粗螺纹钢杆体、细长杆体、铆钉、穹形垫板和紧固螺母，所述短粗螺纹钢杆体与细长杆体的一端平滑连接，所述铆钉呈倒楔式均布于所述细长杆体上，所述细长杆体的另一端连接穹形垫板，所述穹形垫板的凸面通过紧固螺母固定。

进一步，上述的用于控制深部工程岩体的锚固吸能锚杆装置，所述短粗螺纹钢杆体的直径等于细长杆体的直径与两个铆钉的长度之和。

进一步，上述的用于控制深部工程岩体的锚固吸能锚杆装置，所述的短粗螺纹钢杆体、细长杆体、铆钉、穹形垫板和紧固螺母均由高强度钢材制成。

进一步，上述的用于控制深部工程岩体的锚固吸能锚杆装置，所述的短粗螺纹钢杆体长度由公式（1）求得，

L=[σmax][τmax]·d24D---(1)]]>

其中，L为短粗螺纹钢杆体长度；[σ_max]为细长杆体的极限抗拉强度；[τ_max]为短粗螺纹钢杆体表面的极限抗剪强度；d为细长杆体直径；D为短粗杆体直径。

进一步，上述的用于控制深部工程岩体的锚固吸能锚杆装置，所述铆钉与细长杆体为焊接连接，焊接处采用冷作硬化工艺强化处理；所述铆钉的总抗剪力小于所述细长杆体的极限抗拉力。

本发明的有益效果在于：

1）本发明结构简单、安装方便；

2）本发明的短粗螺纹钢杆体能够确保锚杆杆体的一端始终紧固在深部岩体中，为浅部细锚杆杆体提供拉应力，从而对岩体提供较高的支护阻力，限制围岩的不稳定变形；

3）本发明的细长杆体与短粗螺纹钢杆体为倒角平滑连接，细长杆体能传递短粗螺纹钢杆体部分的拉应力，持续对岩体提供较高的支护阻力；

4）本发明的铆钉呈倒楔式布置，不但能提高长锚杆和超长锚杆的锚固效果，而且铆钉能在岩体的流变变形过程中产生屈服，在屈服过程中能够吸收部分岩体变形能，因此，在岩爆发生时能够提供一定的吸能作用；

5）本发明的穹形垫板不仅能为岩体表面提供较高支护力，还具有一定的让压变形能力，以适应岩体的大变形和吸收部分岩体变性能；

6）本发明的紧固螺母能将锚杆杆体的拉应力传递给垫板，从而使穹形垫板紧贴岩壁，持续提供表面支护力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的I-I剖视放大图。

图3为本发明P的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。