一種高強度大變形波紋錨桿裝置的制造方法
【專利摘要】一種高強度大變形波紋錨桿裝置，本發(fā)明涉及煤礦、隧道工程支護技術，解決現(xiàn)有錨桿結構不合理，桿體強度和延伸率低，不能滿足巷道圍巖大變形需要的技術問題。本發(fā)明包括：桿體、托盤和旋緊螺母，其特征在于，所述桿體是一種鍛造擠壓而成的波紋桿，所述波紋桿的一端加工有與所述旋緊螺母配合的螺紋，所述波紋桿的螺紋端安裝所述托盤后，用所述旋緊螺母將所述波紋桿與圍巖緊固。本發(fā)明用于煤礦、隧道工程支護工程，具有結構合理，波紋桿抗拉強度高、延伸率好，錨固力強的優(yōu)點。
【專利說明】
一種高強度大變形波紋錨桿裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于煤礦、隧道工程支護技術領域，特別是涉及一種高強度大變形波紋錨桿裝置。
【背景技術】
[0002]錨桿被廣泛應用于煤礦、隧道、邊坡工程的圍巖加固和支護領域。目前，我國煤炭開采深度不斷增大，許多煤礦的采深已達到100m以上，巷道圍巖在高地應力條件下經(jīng)常表現(xiàn)為大變形的特點，使巷道嚴重變形，甚至發(fā)生巷道冒頂、巖爆、沖擊地壓等災害。另外，在山區(qū)公路、鐵路的隧道施工區(qū)域，斷層及褶皺發(fā)育，構造地應力復雜，隧道圍巖經(jīng)常產(chǎn)生大變形，進而失去穩(wěn)定，巖層難以控制。然而，傳統(tǒng)螺紋鋼錨桿只是簡單的剛性材料，結構簡單，延伸率低，僅能提供很小的變形量，一旦巷道圍巖大變形超過普通錨桿的承載能力后，錨桿容易被拉斷，導致錨桿支護結構失效。因此，巷道失穩(wěn)的主要原因是錨桿的延伸率和圍巖變形不相協(xié)調。
[0003]現(xiàn)有可變形錨桿技術中，CN202338350U公開了“一種新型連續(xù)增阻變形錨桿”，是將桿體嵌套在摩擦套管內，依靠管體間摩擦滑動適應圍巖大變形，但摩擦力本身就不能抵抗巖石大變形帶來的巨大荷載力，摩擦套管極易被拉脫失效。CN204113316U公開了“一種間隔螺旋桿體式大變形錨桿”，該錨桿由直桿段和螺旋桿段組成，依靠螺旋桿段變形以適應圍巖大變形，但因桿體結構在軸向不統(tǒng)一，極易在直桿段和螺旋桿段交接處產(chǎn)生應力集中，拉斷銷桿。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種高強度大變形波紋錨桿裝置，解決現(xiàn)有錨桿結構不合理，桿體強度和延伸率低，不能滿足巷道圍巖大變形需要的技術問題。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]—種高強度大變形波紋錨桿裝置，包括:桿體、托盤和旋緊螺母，其特征在于，所述桿體是一種鍛造擠壓而成的波紋桿，所述波紋桿的一端加工有與所述旋緊螺母配合的螺紋，所述波紋桿的螺紋端安裝所述托盤后，用所述旋緊螺母將所述波紋桿與圍巖緊固。
[0007]進一步，所述波紋桿的單個波紋的波長為5?40_，波深為2?12_。
[0008]本發(fā)明具有如下顯著的進步和效果:
[0009]I)波紋桿具有柔性大、延伸率好的特性，可依靠累積波紋間的結構微變形，來適應圍巖的大變形。
[0010]2)利用波紋間結構微變形釋放應力集中，結構均一，提高了波紋桿整體抗拉強度，錨桿不易拉斷，增加了對圍巖的承載力。
[0011]3)由于波紋桿與砂漿或樹脂錨固材料之間是“S型”交界面，因此可大幅增加波紋桿與錨固材料間的摩擦阻力，提高錨固力。
[0012]本發(fā)明用于煤礦、隧道工程支護，具有結構合理，波紋桿抗拉強度高、延伸率好，錨固力強的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0013]圖1是一種高強度大變形波紋錨桿裝置與圍巖的安裝結構示意圖；
[0014]圖2是圖1中A部局部放大圖；
[0015]圖3是一種高強度大變形波紋錨桿裝置隨圍巖大變形伸長狀態(tài)下的結構示意圖；
[0016]圖4是圖3中B部局部放大圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。
[0018]實施例1
[0019]如圖1、2所示，一種高強度大變形波紋錨桿裝置，包括:桿體、托盤和旋緊螺母，所述桿體是一種鍛造擠壓而成的波紋桿I，所述波紋桿I的一端加工有與所述旋緊螺母3配合的螺紋，所述波紋桿I的螺紋端安裝所述托盤2后，用所述旋緊螺母3將所述波紋桿I與圍巖4緊固。
[°02°]所述波紋桿I的長度為2.0m，波峰處最大外徑為22mm。
[0021]所述波紋桿I的單個波紋的波長為5mm，波深為2mm。
[0022]實施例2
[0023]如圖1、2所示，一種高強度大變形波紋錨桿裝置，包括:桿體、托盤和旋緊螺母，所述桿體是一種鍛造擠壓而成的波紋桿I，所述波紋桿I的一端加工有與所述旋緊螺母3配合的螺紋，所述波紋桿I的螺紋端安裝所述托盤2后，用所述旋緊螺母3將所述波紋桿I與圍巖4緊固。
[0024]所述波紋桿I的長度為2.0m，波峰處最大外徑為32mm。
[0025 ]所述波紋桿I的單個波紋的波長為I Omm，波深為6mm。
[0026]實施例3
[0027]如圖1、2所示，一種高強度大變形波紋錨桿裝置，包括:桿體、托盤和旋緊螺母，所述桿體是一種鍛造擠壓而成的波紋桿I，所述波紋桿I的一端加工有與所述旋緊螺母3配合的螺紋，所述波紋桿I的螺紋端安裝所述托盤2后用所述旋緊螺母3將所述波紋桿I與圍巖4緊固。
[0028]所述波紋桿I的長度為2.0m，波峰處最大外徑為52mm。
[0029 ]所述波紋桿I的單個波紋的波長為40mm，波深為12mm。
[0030]本發(fā)明的安裝步驟:
[0031]與普通錨桿的安裝過程相同，首先在巷道圍巖體中錨桿臺車打出安裝鉆孔，并根據(jù)錨固長度將樹脂藥卷放入孔底，然后將所述波紋桿I旋轉壓入鉆孔，樹脂藥卷受擠壓破裂后充滿鉆孔，待樹脂完全固化后，安裝托盤2和旋緊螺母3，適當施加預應力，完成安裝。
[0032]如圖3、4所示，在圍巖4發(fā)生大變形過程中，產(chǎn)生大量拉伸裂縫5，波紋桿I中的每個波紋結構在圍巖4拉應力作用下均可產(chǎn)生均勻延展，依靠累積大量波紋微變形以提供圍巖大變形。其中，如實施例2，單個波紋的波長由1mm延展到13mm，波深則變短(變短量與材料屬性相關)，整個波紋桿I的總長度伸長至2.6m，比初始長度增加0.6m，延伸率達到30%，此時，波紋桿I仍未被拉斷，整體結構仍然均勻，仍能提供較大的承載力。因此，本發(fā)明的錨桿不僅可依靠累積大量波紋間的結構微變形來適應圍巖大變形，而且整體結構均勻、強度高不易拉斷，增加了對圍巖的承載力。
[0033]本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于前述的細節(jié)，而應在權利要求所限定的范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的變化和改型都應為權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種高強度大變形波紋錨桿裝置，包括:桿體、托盤和旋緊螺母，其特征在于，所述桿體是一種鍛造擠壓而成的波紋桿(I)，所述波紋桿(I)的一端加工有與所述旋緊螺母(3)配合的螺紋，所述波紋桿(I)的螺紋端安裝所述托盤(2)后，用所述旋緊螺母(3)將所述波紋桿(I)與圍巖(4)緊固。2.根據(jù)權利要求1所述的高強度大變形波紋錨桿裝置，其特征在于:所述波紋桿(I)的單個波紋的波長為5?40mm，波深為2?12_。
【文檔編號】E21D21/00GK105863696SQ201610326132
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】康志勤, 楊棟, 趙陽升, 梁衛(wèi)國, 胡耀青
【申請人】太原理工大學