[发明专利]一种具有破断预警作用的锚索恒阻装置及安装方法

说明书

本发明公开了一种具有破断预警作用的锚索恒阻装置，包括索体、预警装置、恒阻变形装置和预应力锁具；锚头通过锚固剂锚固于巷（隧）道围岩，恒阻变形装置和预应力锁具依次套装在索体的尾端；恒阻变形装置包括端盖、多面体方管、托盘和带肋金属套管，端盖固定在多面体方管上端，多面体方管的下端扩为圆管，托盘和带肋金属套管套装在多面体方管下端，带肋金属套管与多面体方管下端圆管固定在一起；通过预应力锁具的自锁特性和紧固作用使托盘对巷（隧）道围岩施加支护力，当围岩变形时，托盘所受压力大于预应力锁具所形成的自锁力，利用预应力锁具将多面体方管扩为圆管所提供的恒定阻力，以实现锚杆支护力的恒定。

技术领域

本发明属于大变形巷（隧）道支护技术领域，具体的说涉及一种支护力恒定、工作状态可靠、可适应巷（隧）道围岩大变形的具有破断预警作用的锚索恒阻装置及安装方法。

背景技术

随着巷（隧）道开采深度的增加，大变形巷道比例不断增加，高强支护不断增加，但是常规支护方式适应围岩变形能力差，无法实现有效的巷道支护，导致此类巷道出现锚杆破断，锚固失效，冒顶事故频发等现象。针对这种大变形巷道的支护问题，许多新型大变形锚杆被开发出来，如抗冲击锚索、恒阻锚杆、柔性锚杆等，并在工程实践中取得了良好效果，但是该类锚杆大变形过程中支护阻力稳定性难以掌握，工作阻力的过大过小、变化幅度偏大均影响其支护稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有破断预警作用的锚索恒阻装置及安装方法，在深井、软岩锚固支护中，通过锚索恒阻装置自身的变形移动解决了现有技术中锚索延伸率不足的问题，使得锚索在保持较高支护阻力的同时能够适应围岩大变形。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种具有破断预警作用的锚索恒阻装置，包括索体、恒阻变形装置和预应力锁具；锚头通过锚固剂锚固于巷（隧）道围岩，恒阻变形装置和预应力锁具从上到下依次套装在索体的尾端；恒阻变形装置包括端盖、多面体方管、托盘和带肋金属套管，端盖固定在多面体方管上端，多面体方管的下端扩为圆管，托盘和带肋金属套管套装在多面体方管下端圆管且托盘位于带肋金属套管上方，带肋金属套管与多面体方管固定在一起；多面体方管下端内部设置有预警装置，预警装置套装在索体上。

通过预应力锁具的自锁特性和紧固作用使托盘对巷（隧）道围岩施加支护力，当围岩变形时，托盘所受压力大于预应力锁具所形成的自锁力，利用预应力锁具将多面体方管扩为圆管所提供的恒定阻力，以实现锚杆支护力的恒定。

优选的，所述多面体方管为正六面体方管。

优选的，所述预应力锁具的外径等于多面体方管的下端扩为圆管后的内径。

优选的，所述预警装置包括刺破部件和荧光材料存放装置，荧光材料存放装置是由柔性材料制成的中空气囊，内部填充荧光材料和一定压力的气体，使得中空气囊在被刺破部件刺破的瞬间，荧光材料可以喷出。当围岩变形时，预警装置上部的刺破部件回缩到多面体方管端盖时，柔性材料制成的中空气囊被刺破组件刺破破裂，荧光材料喷出（在正常情况下，刺破部件上端未挤压到端盖时，仅靠刺破组件自身的重力不足以刺破中空气囊），为巷道安全起到很好的预警作用。

优选的，索体上还套装有圆锥台，圆锥台位于多面体管下端内部，圆锥台位于预应力锁具上方、预警装置下方，圆锥台尺寸与预应力锁具相互匹配。当围岩变形时，利用预应力锁具挤压圆锥台，圆锥台将多面体方管扩为圆管所提供的恒定阻力，实现锚索支护力的恒定，具有支护力恒定、工作状态可靠、可适应巷（隧）道围岩大变形的特点。

所述具有破断预警作用的锚索恒阻装置的安装方法如下：

1）在岩面钻孔；

2）对钻孔浅部进行扩孔；

3）向钻孔深处内送入锚固剂，再将索体送入钻孔，锚头与锚固剂充分搅拌；

4）在扩孔后的钻孔浅部安装恒阻变形装置；

5）安装刺破部件；