[发明专利]一种高强稳阻可卸压回收锚杆及围岩变形监测方法

说明书

本发明公开了一种高强稳阻可卸压回收锚杆及围岩变形监测方法。该锚杆包括杆体、套管、卡位环、内螺母、外螺母以及托盘。卡位环用于套管与杆体之间的卡合，外螺母与托盘用于为该锚杆施加预紧力，围岩变形的监测是由托盘带动套管运动后，用尺子测量套管与杆体之间的相对位移实现的。该装置不仅能够为煤矿巷道围岩支护提供预紧力，同时能够克服常规锚杆延伸性差的缺陷，使得锚杆支护系统在煤矿回采巷道掘进期与回采期支护期具有“高强稳阻吸能”的性能，对增强围岩自身的承载能力、抵抗围岩大变形和防治冲击矿压有积极意义；该装置能够快速、便捷且精确的测量出巷道围岩的变形量，同时该装置能够在围岩变形结束后，将套管卸压后取出进行重复利用。

技术领域

本发明涉及巷道支护中的锚杆技术领域，具体而言，涉及一种高强稳阻可卸压回收锚杆。

背景技术

目前我国煤矿开采进入了“深部开采”及“高强开采”的新格局，开采水平在800米以下、回采巷道跨度超过5米已经成为了常态。“深部开采”中，回采巷道由于受到“三高一扰动”的影响，软岩巷道会更易于产生大变形，硬岩巷道会遭受高弹性应变能集聚从而引发冲击矿压、岩爆等动力灾害的威胁；“高强开采”中，由于巷道断面的不断增大，也造成巷道围岩容易产生大变形，回采速度的不断增大也加大了巷道围岩产生动力灾害的可能性。

传统的钢筋作为锚杆支护材料，由于其延伸率不足，已经不能够满足抵抗巷道大变形、与围岩协调变形过程中吸收弹性应变能的要求。因此，“让压锚杆”近年来在国内外得到了大力发展。目前国内外公开的“让压锚杆”主要从材料与结构的角度出发来增大锚杆的延伸率。例如，在托盘与螺母间加入让压环，通过压缩让压环实现大变形，然而，让压的距离往往在300 mm到500 mm内，不能实现大变形的目的；利用钛钢材料作为套管，在钢筋杆体中设置锥体从而使得围岩在变形过程中，套管、杆体、锥体三者组成的负泊松比结果，能够实现大变形的目的，然而，钛钢昂贵的价格也限制了其的大范围应用。利用多级插销剪切破坏过程产生的作用力来抵抗围岩变形，尽管支护力得到了提高，但是由于多级插销中存在空隙，围岩变形难以实现稳定支护。

发明内容

本发明目的是，克服现有技术及应用存在的上述缺陷，提供一种高强稳阻可卸压回收锚杆，能够在设定杆体抗拉强度80%左右的稳定阻力下实现较大行程的稳阻支护，同时能够重复利用，节省应用成本。

本发明为实现发明目的所采用的技术方案是：一种高强稳阻可卸压回收锚杆，由杆体、套管、卡位环、内螺母、以及托盘和外螺母等构件组成。其特征是：

所述杆体的一端带有一段螺纹；

所述套管内壁设置部分长度的斜面，呈向外的喇叭口状；套管的外壁在位于喇叭口端带有一段螺纹；

所述卡位环外周设钢珠套，钢珠套中布设钢珠。

所述托盘的中心设圆孔；

上述构件的装配关系：所述套管套装在杆体的螺纹端，喇叭口向外；所述卡位环穿入杆体装入套管中，内螺母旋入杆体螺纹段并压紧卡位环；所述托盘套在套管上，外螺母旋入套管外壁的螺纹。

所述套管、杆体和钢珠三者之间的材料硬度、屈服极限和强度极限依次为，杆体最小，套管居中，钢珠最大。

套管远离托盘一端的内壁中设有止滑套。

本发明高强稳阻可卸压回收让压锚杆，其安装使用方法是：