一种锚索锚具防滑自锁装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锚索锚具防滑自锁装置及其使用方法，包括套筒、锚固剂、金属环片，所述套筒套在锚索索体上，锚固剂填充于套筒内壁与锚索索体之间，所述套筒的一端带有螺母，金属环片位于套筒的另一端，且套在锚索索体上。本发明专利技术结构简单、使用安全、材料易获取，成本低廉。现场施工中安装速度快、效果好；劳动强度低；既能防止锚索张拉时因张拉力小或锚索工作时在较小推力下所导致的锚具滑移，也能防止后期锚具锈蚀后在较小的推力下所造成的锚具滑移；既起到锚索及时主动支护的作用，又能防止后期锚索失效；减少巷道支护成本，最大限度地发挥锚杆索支护材料的支护性能，为有效控制巷道围岩变形提供较好的技术保障。

Anti slip self-locking device for anchor cable anchorage and its using method

The invention discloses a cable anchor antiskid self-locking device and use method thereof, comprising a sleeve, anchoring agent, metal ring, the sleeve is sleeved on the anchor cable, anchor agent filled in the inner wall of the sleeve and the anchor cable, one end of the sleeve with a nut, a metal ring is located at the other end of the sleeve. And set in the cable body. The invention has the advantages of simple structure, safe use, easy access to materials and low cost. The construction site installation speed, the effect is good; the labor intensity is low; can prevent the cable tension due to tension or small cable work in smaller thrust caused by anchorage slip, can prevent the corrosion of anchor after late in the smaller thrust caused by anchorage slip; not only plays the active support of anchor cable in time supporting role, but also can prevent the late anchorage failure; reduce the cost of roadway support, to maximize the anchor cable supporting material to support performance, provide technical support for better control the deformation of surrounding rock.

【技术实现步骤摘要】
一种锚索锚具防滑自锁装置及其使用方法
本专利技术涉及到采矿工程和岩土工程领域，是一种锚索锚具防滑自锁装置。
技术介绍
锚索是煤矿巷道、隧道、边坡加固工程中一种重要支护材料，它由索体、锚具等组合而成，锚具包括锚环和夹片。已有大量工程实践表明，许多情况下会出现锚索锚具滑移甚至拉脱的情况。锚索在张拉过程中，锚具夹片内表面丝口会不断咬紧索体，张拉机具卸载后锚具与索体之间可以实现自锁，但是在锚索的服务期内，锚具长期暴露在阴暗潮湿的环境中(如煤矿井下环境)，锚环、夹片及索体都极易锈蚀。锚具锈蚀后，在围岩压力较大或存在扰动应力的巷道中，锚具更容易产生滑移甚至拉脱，不能充分利用锚索索体的锚固能力。遇到这种情况通常采取的措施就是补打锚索。这样一方面会造成原有锚索的承载能力难以发挥或丧失，另一方面会增加巷道支护成本，不利于巷道维护。因此防止锚索锚具滑移甚至拉脱对于发挥锚索的锚固承载能力、有效控制巷道围岩变形非常重要，同时有利于降低巷道支护成本。
技术实现思路
本专利技术针对锚索锚具滑移甚至拉脱的问题，提供了一种锚索锚具防滑自锁装置及其使用方法，以充分发挥锚索的锚固承载能力，实现锚索的及时主动支护作用，有效防止锚索锚固作用降低或丧失。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种锚索锚具防滑自锁装置，包括套筒、锚固剂、金属环片，所述套筒套在锚索索体上，锚固剂填充于套筒内壁与锚索索体之间，所述套筒的一端带有螺母，金属环片位于套筒的另一端，且套在锚索索体上。所述套筒的一端的螺母与锚杆外端头的螺母型号一致。所述套筒的管长与锚索索体外露长度相当，套管的内径比锚索索体直径大6～8mm。所述套筒的管长为200～300mm。所述锚固剂填充于套筒内壁与锚索索体之间后的环形厚度为3～4mm。所述金属环片的内径大于锚索索体直径1～2mm，外径不小于锚索安装后锚具夹片外端头的直径，厚度为2～3mm。一种锚索锚具防滑自锁装置的使用方法，其步骤是：锚索张拉结束后，安装所述锚索锚具防滑自锁装置前，先套上金属环片，然后将锚固剂放入套筒中，再用锚杆钻机旋转套筒推进，在推进的同时搅拌锚固剂直到套筒顶紧金属环片，并顶到锚具夹片外端头为止。有益效果：本专利技术结构简单、使用安全、材料易获取，成本低廉。现场施工中安装速度快、效果好；劳动强度低；既能防止锚索张拉时因张拉力小或锚索工作时在较小推力下所导致的锚具滑移，也能防止后期锚具锈蚀后在较小的推力下所造成的锚具滑移；既起到锚索及时主动支护的作用，又能防止后期锚索失效；减少巷道支护成本，最大限度地发挥锚杆索支护材料的支护性能，为有效控制巷道围岩变形提供较好的技术保障。附图说明图1是专利技术装置的结构示意图；图2是施工完成图；图3为本专利技术中防脱锚装置安装后的正视图；图4为本专利技术中环片的结构图；图5为锚索锚固作用过程中锚具受力分析图；图6为增设防滑自锁装置后锚具受力分析图；图中：1—套筒，2—锚固剂，3—金属环片，4—夹片，5—锚环，6—锚索索体，7-托盘。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示为一种锚索锚具防滑自锁装置，包括套筒1、锚固剂2、金属环片3，套筒套在锚索索体6上，锚固剂2填充于套筒1内壁与锚索索体6之间，所述套筒1的一端带有螺母7，金属环片3位于套筒1的另一端，且套在锚索索体6上。套筒1的一端的螺母7与锚杆外端头的螺母型号一致，便于锚杆施工机具安装。套筒1的管长与锚索索体外露长度相当，一般取200～300mm；套管内、外径分别为D1、D2，D1比锚索索体直径大6～8mm，例如锚索索体直径为17.8mm时，D1取24～26mm。锚固剂2可以使用各种用作锚固作用的材料，常用的有树脂锚固剂；锚固剂2填充于套筒1内壁与锚索索体6之间后的环形厚度d为3～4mm。锚固剂型号选择，可与锚索安装时所使用的锚固剂一致。如图4，金属环片3的内、外径、厚度分别为d1、d2、m，其中d1略大于锚索索体直径1～2mm，d2不小于锚索安装后锚具夹片外端头的直径；d2＞D2，m为2～3mm。如图2和3，本专利技术的锚索锚具防滑自锁装置的使用方法为：锚索张拉结束后，安装所述锚索锚具防滑自锁装置前，先套上金属环片3，然后将锚固剂2放入套筒1中，再用锚杆钻机旋转套筒1推进，在推进的同时搅拌锚固剂2直到套筒1顶紧金属环片3，并顶到锚具夹片4外端头为止。下面根据锚索锚固过程中锚具的受力分析来进一步阐述本专利技术的原理：①本专利技术采用的技术原理：在锚索锚固过程中，锚具各部分的受力如图5所示：假设夹片4锥角为α，夹片4与锚环5之间的摩擦角为β，夹片4与锚索索体6之间的摩擦角为θ，令μ1＝tanβ，μ2＝tanθ。对于锚环5，在水平方向上，由力的平衡可得：N＝μ1N1cosα+N1sinαN＝N1cosαtanβ+N1sinα(1)由上式可知，由于锥角α固定，若夹片4与锚环5之间的摩擦角β不变，随着N增大，锚环5与夹片4之间的相互作用力N1逐渐增大。对于夹片4，在竖直方向上，由力的平衡可得：N2＝N1cosα-μ1N1sinα＝N1(cosα-μ1sinα)(2)由上式可知，若锚环5与夹片4之间的摩擦角β不变，随着锚环5与夹片4之间的相互作用力N1增大，夹片与锚索索体6之间相互作用力N2也应增大。这就意味着夹片4与锚索索体6作用后，夹片4应能提供更大的抵抗锚具滑移的力。若N1增大，θ减少，则易引起锚具滑移。由力的平衡条件可得：P＝N假设夹片4不滑动，μ2N2是夹片4与锚索索体6作用后，夹片4与锚索索体6之间的摩擦力。则应有：P≤μ2N2联接(1)、(2)式，可得：N1cosαtanβ+N1sinα≤(N1cosα-μ1N1sinα)tanθtan(α+β)≤tanθ要使锚具获得可靠的锚固力不滑移，应满足锚索索体6与夹片4之间的摩擦角θ大于或者等于锥角α和锚环与夹片之间的摩擦角β之和，即：α+β≤θ(3)综合上述锚具受力公式(1)(2)可知，在锚索锚固过程中，由于巷道围岩变形或围岩体受到新的扰动围岩产生变形后锚索索体所受拉力P增加，即围岩与托盘7或者锚环之间的相互作用力N增大，随即锚环与夹片之间的相互作用力N1增大，夹片与锚索索体之间的相互作用力N2亦会增大，此时为了与锚索索体所受拉力P平衡，要求夹片提供更大的摩擦力，即锚索索体与夹片之间要有更大的摩擦力，以发挥和保持锚具的锚固作用。然而实际情况是，锚具锈蚀以后，由于锚环与夹片属同一种材质，有相互侵蚀作用，夹片4与锚环5之间的摩擦角β呈增大倾向，而夹片4与锚索索体6接触处，由于夹片4上的螺纹锈蚀以后，夹片4与锚索索体6之间的摩擦角θ呈下降趋势，即夹片与钢绞线之间的摩擦力和咬合力减小，导致锚具产生滑移，显然由公式(3)可证。锚具产生滑移趋势后则有：P≥μ2N2为保证夹片与索体之间不滑动，需要提供给夹片一个额外的补偿力F，受力分析如图2所示，并保证：μ2N2+F≥P(4)根据锚具各部分的受力特点，由公式(4)可知，为了防止锚具滑移，增加一套附属装置，为夹片提供一个额外的防滑力F，保证夹片与索体间不发生滑动，以发挥和充分利用锚索的锚固承载能力，阻止锈蚀锚具在锚索索体受力增大或锚具锈蚀后夹片与锚索索体间摩擦力和咬合力下降导致锚具滑移的现象。基于以上锚具的受力分析，专利技术该锚索锚具防滑自锁装置。以上所述仅是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锚索锚具防滑自锁装置，其特征在于：包括套筒(1)、锚固剂(2)、金属环片(3)，所述套筒套在锚索索体(6)上，锚固剂(2)填充于套筒(1)内壁与锚索索体(6)之间，所述套筒(1)的一端带有螺母(7)，金属环片(3)位于套筒(1)的另一端，且套在锚索索体(6)上。

【技术特征摘要】
1.一种锚索锚具防滑自锁装置，其特征在于：包括套筒(1)、锚固剂(2)、金属环片(3)，所述套筒套在锚索索体(6)上，锚固剂(2)填充于套筒(1)内壁与锚索索体(6)之间，所述套筒(1)的一端带有螺母(7)，金属环片(3)位于套筒(1)的另一端，且套在锚索索体(6)上。2.根据权利要求1所述的锚索锚具防滑自锁装置，其特征在于：所述套筒(1)的一端的螺母(7)与锚杆外端头的螺母型号一致。3.根据权利要求1所述的锚索锚具防滑自锁装置，其特征在于：所述套筒(1)的管长与锚索索体外露长度相当，套管(1)的内径比锚索索体直径大6～8mm。4.根据权利要求3所述的锚索锚具防滑自锁装置，其特征在于：所述套筒(1)的管长为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文兵，王兴开，荆升国，李路恒，鹿利恒，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32