[发明专利]钻孔器和岩栓的集成装置

说明书

本发明涉及一种岩栓装置。

本发明特别是用于在地下开采操作中使顶壁、侧壁或矿壁得以固定，参考此类应用在下文中将对本发明进行说明。但，本发明并不局限于此应用领域。

把螺栓固定在岩石基体中的常用先有技术首先要在岩石上钻有一个几英尺深的孔。然后钻轴和钻头从孔中退出，并且以一通常方式装入一相应尺寸的岩栓。

此类操作比较费力费时。进一步说，在开采和挖掘时岩石结构通常是不稳固的，从而使钻孔操作存在潜在的危险。因为需要多次相互独立的操作，故先有技术很难实现自动化，并且实现自动化的成本较高。

本发明的一个目的是在于克服或至少改善先有技术的一个或多个上述不足之处。

根据本发明，提供一种钻孔器和岩栓的集成装置，包括：一个螺栓件和一个位于一端的钻孔件，该螺栓具有一个螺纹端部和一个自其另一端开始延伸并邻近所述螺纹端部终止的横向槽，所述横向槽具有一个自由端和与其自由端相邻的相对的斜楔形面，所述钻孔件具有一个利用连接装置固定于所述横向槽中的近端并具有在此近端形成一与所述横向槽中的楔形面相配合的楔形部的相对的楔形面，所述螺栓可在其另一端连接于转动驱动装置，所述连接装置在钻孔时用来传递转矩并防止螺栓件和钻孔件之间轴向位移，这样钻孔件即可在利用所述驱动装置与所述螺栓共同旋转时在岩石基体上钻孔，所述连接装置在锚定状态下在螺栓受预定极限值的轴向力作用时允许钻孔件和螺栓之间发生轴向位移；以及，可响应所述轴向位移把螺栓固定于所述孔中的定位装置。

在一最佳实例中，定位装置包括：一个把螺栓一端分割成两个等分辅助部分的纵向延伸的槽；一个与钻孔件相邻端协同工作的辅助楔形件。在锚定状态下，楔形件迫使螺栓的两个等分的辅助部分向外运动从而与周围的岩石基体锁定啮合。

在本实例的一个变型中，钻孔件包括多个相互内连接的纵向延伸的楔形部，这些楔形部按嵌套方式设置于由螺栓上分离开的端部之间所限定的相应结构区段内。由于此种结构，螺栓可在其整个长度上膨胀并被锚定，或者在其长度的几个相互独立的部分上膨胀并被锚定，从而提高锚定效果。

在一本发明最佳实例中，螺栓和钻孔件通过利用一可断裂连接装置在钻孔状态下使两者相互间暂时连接构成一体。在施加一预定轴向载荷条件下，可断裂连接装置会折断，从而使锚定操作开始，这样，就使分离开的螺栓部分与楔形件进入膨胀啮合，从而逐渐使螺栓部分向外运动使之与周围的岩石基体啮合。

在一变型中，一轴向孔延伸并贯穿装置的整个长度，在螺栓上孔的两侧延伸有纵向槽，但两槽由上述孔分隔开，该槽向可断裂部延伸。

在另一变型中，螺栓和钻孔件可作成相互独立件，并通过利用横向延伸穿过楔形件和周围的分离开的螺栓部的一个或多个剪切销来使两者相连。剪切销的工作方式与所述可断裂连接装置相同。

在另一最佳实施例中，定位装置包括一装有化学粘接剂的易碎容器，在锚定状态下由于预定轴向载荷所造成的螺栓轴向移动会使该容器破裂。由此，粘接剂在螺栓周围扩散使螺栓固定在周围的岩石中。

在此实施例中，连接装置最好包括一个设置在螺栓和钻孔件中间的套筒。该套筒最好利用连接装置与螺栓相连，该连接装置可为如下形式：一可断裂部或一个横向延伸穿过螺栓端部和套筒外围部分的剪切销。

最好，钻孔件与套管的另一端刚性连接，这样装粘接剂的易碎容器就可定位于套内的中间间隔中。在施加一预定轴向载荷情况下，可断裂部或剪切销会断裂，从而使螺栓向钻尖方向轴向移动。此种移动会使易碎容器破裂，故而使粘接剂散布在套筒端部和螺栓四周。

在上述两实施例中，螺栓最好能利用一个与相应方形卡盘啮合的方形头部与可选择控制的旋转驱动装置相连。

最好，钻孔件包括：一个碳化钨尖端或硬尖端和一个把岩石渣从尖端处移走的与尖端相邻的扭曲或开有槽的钻杆部分。

正如所希望的，螺栓还包括一与其驱动端相邻的螺纹部，该部分便于使螺栓与支撑板或类似件相连从而有助于使螺栓附近的岩石基体保持稳定。

参阅附图，利用实例将对本发明最佳实施例进行说明，附图包括：

图1是按本发明装置第一实施例螺栓部和钻孔件的侧视示意图；

图2是按本发明装置第二实施例的螺栓部和钻孔件的侧视示意图；

图3是图2沿2-2线剖切的横截面图；

图4是膨胀或锚定状态下第一实施例中螺栓件的示意图；

图5是按本发明第三实施例的螺栓部和钻孔件的侧视示意图；