[发明专利]用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锚杆支护的张拉装置，尤其涉及一种用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置及其操作方法。

背景技术

随着煤炭资源开发由浅部向深部逐渐发展，巷道、硐室等深部地下工程所赋存的地质力学环境变得愈为复杂，围岩的变形也普遍较大，甚至发生大面积冒顶、垮落、折帮等灾害性破坏，在这种困难条件下，高预应力锚杆支护技术为深部地下工程围岩的稳定性控制提供了一种有效的途径，并在国内得到了较为广泛的应用。高预应力锚杆支护技术对深部工程围岩大变形控制的主要机理是通过对高强锚杆施加较高的预应力，进而促使围岩处于受压状态，改善围岩的应力分布，最大限度的保护锚固区围岩的完整性，提高围岩的整体强度和稳定性，并抑制锚固区围岩挠曲、离层、滑动等不连续性变形破坏。为了保证深部巷道取得较好的支护效果，锚杆系统的刚度十分重要，其中，能否根据支护设计高效准确的施加高预应力值起着决定性作用。

然而，目前深部巷道工程锚杆预应力的施加主要采用普通锚杆钻机、人工扳手扭压螺母或是专门的锚杆安装机来实现，但这些锚杆预应力的施加方法存在诸多缺陷，其一是设备能力和人员操作的局限性，使得施加的预应力水平偏低，不能达到支护设计值，严重影响支护质量及围岩控制效果；其二是虽然安装设备能够提供较高或是更高的预应力，但是在控制施加值的准确度方面仍存不足，容易造成所施加的预应力远高于设计预定值，引起锚杆的损伤甚至破断，从而令支护效果大打折扣。其三是高预应力的施加效率还不够高，影响巷道工程施工的进度。由此可见，现有的锚杆预应力施加设备和方法难以满足深部大变形巷道支护工程的需求，为确保围岩的控制效果及实现深部地下工程高效掘进的目标，在深部巷道高预应力锚杆支护技术的现场实施过程中急需一种能够快速准确提供高预应力的装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、用于深部巷道高预应力锚杆支护的拉张装置及其操作方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种用于深部巷道高预应力锚杆支护的拉张装置，包括液压油泵、液压千斤顶、连接件、螺母紧固装置；所述液压油泵通过液压管与液压千斤顶相连，所述液压千斤顶由缸筒、活塞和活塞杆组成，所述活塞杆外端通过连接件与所述锚杆尾部连接；螺母紧固装置套装于锚杆尾部的螺母上。

上述的用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置中，还包括三脚支架，所述的三脚支架由用于固定及承受所述液压千斤顶载荷的承载圆盘和三条支腿构成，所述三条支腿的一端等间距焊接在所述承载圆盘上，所述三条支腿的另外一端与巷道围岩紧密接触，所述承载圆盘的中心设有一个圆孔。

上述的用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置中，所述的连接件为一上下对称装置，包括锁座、锁塞，锁塞被置于锁座的上下锥形凹槽内，锁塞为一锥形体，底面为一弧形螺纹面，与锚杆尾部的螺纹齿合，锁塞的侧面设有手柄。

上述的用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置中，所述的连接件包括连接套及销钉，所述连接套的一端内部有螺纹，与所述锚杆尾部螺纹连接，另一端直接套入外端留设有圆孔的活塞杆，并用销钉进行连接。

上述的用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置中，所述的螺母紧固装置包括大齿轮、小齿轮、马达，大齿轮与小齿轮齿接，马达输出轴与大齿轮轴固定连接，小齿轮的轴为中空六方轴，可套入紧固螺母。

一种用于深部巷道高预应力锚杆支护的张拉装置的操作方法，包括如下步骤：

采用锚杆钻机在预设点位钻出锚杆钻孔；

将树脂锚固剂塞入锚杆孔口，用锚杆头部顶住树脂锚固剂尾部，推动锚杆使树脂锚固剂沉入孔底；将锚杆钻机与锚杆尾部连接，旋转锚杆以搅拌锚固剂，等待锚固剂凝固后，卸下锚杆钻机。

在锚杆外露端套上锚杆托盘，用手将紧固螺母旋进锚杆尾部的滚丝段，使之与托盘接触，并采用扳手进一步的拧紧，进行初始预紧；

将螺母紧固装置套在锚杆尾部的紧固螺母上，然后安装三脚支架，使三脚支架底部与围岩紧密接触，将液压千斤顶紧固于三脚支架的承载圆盘上，连接好液压油泵与液压千斤顶，开启油泵控制千斤顶活塞杆到合适的位置，用连接件将其与锚杆尾部外露端连接；

开启液压油泵，使液压千斤顶的活塞杆往缸筒内回缩，在千斤顶的拉伸作用下，将在锚杆轴向产生张拉预应力，锚杆逐渐向孔外移动，并且紧固螺母与锚杆托盘之间形成一定的间隙；在此过程中随时观察压力数字显示装置，当加载到预定的预应力时，停止油泵进油，启动马达，驱动螺母紧固装置的齿轮旋转，快速将紧固螺母拧紧。

本发明的有益效果是：