[发明专利]锚杆拉拔装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及锚杆预紧设备技术领域，特别是涉及一种锚杆拉拔装置及其方法。

背景技术

现在的煤矿巷道支护普遍采用锚杆支护技术，锚杆预紧力是煤矿巷道支护刚度主要指标，提高锚杆预紧力可以有效提高支护整体刚度。现有锚杆预紧力主要利用增加锚杆螺母扭矩方法增加预紧力，此方法对锚杆预紧力增加效果不明显，同时对锚杆螺纹根部增加附加扭转作用，产生复合应力集中，容易损伤锚杆，甚至经常导致大扭矩受力锚杆沿螺纹根部断裂损坏。

随着深部开采高应力巷道支护和大断面巷道支护的需求，对锚杆支护的预紧力要求越来越大，现有通过旋转预紧锚杆螺母增加锚杆预紧力的方法已经无法满足现场需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能够快速有效张拉锚杆，提高锚杆预紧力、降低螺纹扭矩、减少锚杆复合应力集中的锚杆拉拔装置及其方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种锚杆拉拔装置，包括：锚杆、托盘、锁具和张拉机构；所述锚杆包括通过锚固体固定在煤岩体的锚杆孔中的锚固部和外露在锚杆孔外的空余部；所述托盘安装在锚杆孔外端口；所述锁具安装在所述空余部上，顶压在所述托盘外侧；所述张拉机构与所述空余部连接，向外拉拔所述锚杆且顶压所述锁具。

其中，该锚杆拉拔装置还包括压力套管和加长杆；所述加长杆与所述空余部连接；所述张拉机构与所述加长杆连接；所述压力套管空套在所述空余部和加长杆外，且顶压在所述张拉机构与所述锁具之间。

其中，所述张拉机构为张拉千斤顶。

其中，所述锁具与所述托盘之间设有调心球垫。

其中，所述托盘通过所述锚杆和所述锁具安装在煤岩体上。

本发明还提供一种锚杆拉拔方法，包括以下步骤：

S1：煤岩体中开设锚杆孔，使用锚固体将锚杆固定在锚杆孔中，部分外露作为空余部；

S2：在锚杆孔的外端口安装托盘，并在托盘外侧安装调心球垫和锁具；

S3：将张拉机构与空余部连接且顶压锁具，启动张拉机构对锚杆进行拉拔。

其中，所述步骤S3包括：

S31：使用加长杆与空余部连接，在空余部与加长杆外侧空套一个压力套管；

S32：将加长杆与张拉机构连接，使压力套管顶压在张拉机构与锁具之间，启动张拉机构对加长杆进行拉拔。

(三)有益效果

本发明提供的锚杆拉拔装置及其方法，装置结构简单，充分使用现有的工具，施工方法简便，具有快速有效张拉锚杆，提高锚杆预紧力、消除螺纹扭矩、减少锚杆复合应力集中的优点。

附图说明

图1为本发明锚杆拉拔装置安装在煤岩体的剖视图。

图中，1：煤岩体；2：锚杆；3：托盘；4：调心球垫；5：锁具；6：压力套管；7：加长杆；8：张拉机构；9：锚固体；11：锚杆孔；21：锚固部；22：空余部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参照图1所示，本发明的锚杆拉拔装置，包括：锚杆2、托盘3、调心球垫4、锁具5和张拉机构8；锚杆2包括通过锚固体9固定在煤岩体1的锚杆孔中11的锚固部21和外露在锚杆孔11外的空余部22。托盘3通过锚杆2和锁具5固定安装在煤岩体1上，具体的，托盘3安装在煤岩体1的锚杆孔11外端口，锚杆2的空余部22穿过托盘3。锁具5安装在空余部22上，顶压在托盘3外侧。在托盘3与锁具5之间安装调心球垫4，锁具5通过调心球垫4顶压托盘3。张拉机构8与空余部22连接，向外拉拔锚杆2且顶压锁具3，将力传递到锁具3上。优选的，本发明的张拉机构8采用穿心式张拉千斤顶。

进一步的，锚杆拉拔装置还包括加长杆7和压力套管6，加长杆7与空余部22的端部连接，张拉机构8与加长杆7连接。压力套管6空套在空余部22和加长杆7外侧，且顶压在张拉机构8与锁具5之间。一般情况下锚杆2外露在锚杆孔11外的空余部22仅有100～150mm，在安装托盘3、锁具5后，锚杆2的空余部22难以与张拉机构8连接。将加长杆7的一端与锚杆2的空余部22相连接，加长杆7的另一端从张拉机构8的中心穿过。张拉机构8与加长杆7相连接，通过张拉机构8拉拔加长杆7，从而拉拔锚杆2。根据力的相互作用，张拉机构8通过压力套管6将力传递给锁具5，实现张拉预紧的目的。

本发明还提供锚杆拉拔方法，包括以下步骤：