利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆及其施工方法技术

本发明专利技术涉及电弧焊接式续接钢锚杆，属于锚杆支护技术领域，特别是涉及利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆及其施工方法。所述利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆包括：注浆管、锚杆体、锚杆球形螺母、锚杆拱形垫板、锚杆可记忆止浆塞、电弧焊接式锚杆断裂连接接头。本发明专利技术针对性强、操作简便、使用灵活、占用施工净空少、承载力高、施工速度快、经济效果好、传力明确、构造简单、安全可靠，缩短工时，降低造价。

【技术实现步骤摘要】
利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆及其施工方法
本专利技术属于锚杆支护
，特别是涉及利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆。
技术介绍
锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力。锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。表面上看是限制了岩土体脱离原体。宏观上看是增加了岩土体的粘聚性。从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ。其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的关键。从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。锚杆是当代地下开采的矿山当中巷道支护的最基本的组成部分，他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身。锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体等进行主动加固。巷道支护是煤炭开采中的一项关键技术，合理、安全、可靠的巷道支护技术是实现矿井高产高效的必备条件。近年随着锚杆支护技术的发展，已逐渐认识到高预紧力是锚杆发挥及时主动支护效果的关键。目前锚杆预紧力的施加方法主要有2种：直接法，使用专门的中空千斤顶拉伸锚杆到预定的轴向力，然后拧紧螺母，获得预紧力；间接法，通过给螺母施加较大的扭矩，锚杆获得较大的轴向力。由于直接法施工复杂，不适合快速支护的需要，目前大多数均采用间接法施加锚杆预紧力，锚杆尾部螺纹是锚杆获得高预紧力的关键部位。对于锚杆断裂问题，国内外很多学者都曾进行过研究。澳大利亚学者对锚杆的断裂特别是腐蚀断裂进行了大量的探索和研究。澳大利亚在20世纪90年代开始发现并研究锚杆的应力腐蚀断(SCC)，GrayP和CroskyA都进行了初步的探索。ErwinGamboa，AndrejAtrens和ErnestoVil-lalba等对煤矿锚杆的应力腐蚀断裂(SCC)进行了非常系统的研究，从实室测试、环境因素、材质因素、加工工艺等方面详细阐述了锚杆应力腐蚀破坏的机理，认为应力腐蚀断裂开始于杆体受岩层移动剪切，加工和镀锌能够及螺纹钢锚杆的横肋加工过程等均可对SCC产生影响。DamonVandermaat等开发了锚杆SCC新型测试系统，可以现全尺寸、应力阶段增加的试验，更真实模拟锚杆工作状态。我国学者也对锚杆破断现象进行了研究。吴拥政曾对强力锚杆杆尾螺纹和杆体的断裂进行了试验研究和机理分析，认为锚杆的复杂受力状态是引起锚杆断裂的主要原因，提出了改善材质和加工工艺、新型调心装置、全长锚固等措施。不难发现目前在煤矿中由于冲击低压等因素的存在，锚杆断裂常有发生。利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆是可利用断裂锚杆的锚头及断裂锚杆的续接新技术。利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆集众多优点于一身，是一种很有发展前途的支护形式。其具有针对性强、成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、节约资源、占用施工净空少，可有效、快速地对煤矿巷道支护锚杆断裂后进行续接。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，主要为了开发一种整体性好、传力明确、构造简单、安全可靠、施工方便、节约材料的煤矿巷道专用电弧焊接式续接钢锚杆，能够有效的解决煤矿巷道工程支护难度大、出现锚杆断裂后无法进行修补的的难题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，包括：注浆管、锚杆体、锚杆球形螺母、锚杆拱形垫板、锚杆可记忆止浆塞、电弧焊接式锚杆断裂连接接头；锚杆体包裹在注浆管的外侧形成一个包裹体，这个包裹体直接穿过锚杆球形螺母、锚杆拱形垫板、锚杆可记忆止浆塞，在锚杆球形螺母与锚杆拱形垫板之间相互挤压形成锚杆体的锚固力，锚杆拱形垫板左端连接锚杆球形螺母，右端连接锚杆可记忆止浆塞，锚杆球形螺母通过其上的螺纹将整个包裹体锁紧固定；电弧焊接式锚杆断裂连接接头左端连接锚杆体，右端插入断裂前留在岩体中的锚杆体，通过自动焊接的方式将两端锚杆连接为一个整体。进一步地，所述注浆管设置在锚杆体的内部，断裂连接接头电源线设置在注浆管的内部。进一步地，所述电弧焊接式锚杆断裂连接接头由断裂连接接头电源线、断裂连接接头主体、断裂连接接头空心段、断裂连接接头横向焊条、断裂连接接头纵向焊条以及断裂连接接头承接台组成；断裂连接接头主体的内部是断裂连接接头空心段；断裂连接接头横向焊条与断裂连接接头纵向焊条之间交错垂直排列，并均匀的分布在断裂连接接头主体的表面；断裂连接接头承接台两端均连接断裂连接接头主体、断裂连接接头空心段、断裂连接接头横向焊条以及断裂连接接头纵向焊条，由此形成可焊接连接的连接头。进一步地，所述利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆的外锚固段采用施工方法为：先将断裂的锚杆从孔洞中取出；将巷道专用续接钢锚杆放置进入原锚杆孔洞，将电弧焊接式锚杆断裂连接接头插入原始锚杆，必要时可以冲击锤辅助进行施工；通过注浆管进行注浆，注浆材料为混凝土；先安装锚杆可记忆止浆塞，在安装锚杆拱形垫板前需要进行混凝土浇筑，待混凝土强度达到要求，安装锚杆拱形垫板与锚杆球形螺母，并通过千斤顶张拉锚杆体达到响应预应力要求，然后通过锚杆球形螺母进行锁紧固定。本专利技术的有益效果：本专利技术的效果和优点是有针对性强、操作简便、使用灵活、占用施工净空少、承载力高、施工速度快、经济效果好、传力明确、构造简单、安全可靠，缩短工时，降低造价。附图说明图1为本专利技术利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆示意图。图2为图1中续接钢锚杆截面示意图；图3为图1的电弧焊接式锚杆断裂连接接头示意图；图4为图1的锚杆外锚固段连接示意图；图中，1为注浆管；2为锚杆体；3为锚杆球形螺母；4为锚杆拱形垫板；5为锚杆可记忆止浆塞；6为电弧焊接式锚杆断裂连接接头；6-1为断裂连接接头电源线；6-2为断裂连接接头主体；6-3为断裂连接接头空心段；6-4为断裂连接接头横向焊条；6-5为断裂连接接头纵向焊条；6-6为断裂连接接头承接台。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述：如图1-图4所示，利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，包括：注浆管1、锚杆体2、锚杆球形螺母3、锚杆拱形垫板4、锚杆可记忆止浆塞5、电弧焊接式锚杆断裂连接接头6；锚杆体2包裹在注浆管1的外侧形成一个包裹体，这个包裹体直接穿过锚杆球形螺母3、锚杆拱形垫板4、锚杆可记忆止浆塞5，在锚杆球形螺母3与锚杆拱形垫板4之间相互挤压形成锚杆体2的锚固力，锚杆拱形垫板4左端连接锚杆球形螺母3，右端连接锚杆可记忆止浆塞5，锚杆球形螺母3通过其上的螺纹将整个包裹体锁紧固定；电弧焊接式锚杆断裂连接接头6左端连接锚杆体2，右端插入断裂前留在岩体中的锚杆体，通过自动焊接的方式将两端锚杆连接为一个整体。如图1、图2所示，所述注浆管1设置在锚杆体2的内部，断裂连接接头电源线6-1设置在注浆管1的内部。如图1、图3所示，所述电弧焊接式锚杆断裂连接接头6由断裂连接接头电源线6-1、断裂连接接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，其特征在于：包括：注浆管（1）、锚杆体（2）、锚杆球形螺母（3）、锚杆拱形垫板（4）、锚杆可记忆止浆塞（5）、电弧焊接式锚杆断裂连接接头（6）；锚杆体（2）包裹在注浆管（1）的外侧形成一个包裹体，这个包裹体直接穿过锚杆球形螺母（3）、锚杆拱形垫板（4）、锚杆可记忆止浆塞（5），在锚杆球形螺母（3）与锚杆拱形垫板（4）之间相互挤压形成锚杆体（2）的锚固力，锚杆拱形垫板（4）左端连接锚杆球形螺母（3），右端连接锚杆可记忆止浆塞（5），锚杆球形螺母（3）通过其上的螺纹将整个包裹体锁紧固定；电弧焊接式锚杆断裂连接接头（6）左端连接锚杆体（2），右端插入断裂前留在岩体中的锚杆体，通过自动焊接的方式将两端锚杆连接为一个整体。

【技术特征摘要】
1.利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，其特征在于：包括：注浆管（1）、锚杆体（2）、锚杆球形螺母（3）、锚杆拱形垫板（4）、锚杆可记忆止浆塞（5）、电弧焊接式锚杆断裂连接接头（6）；锚杆体（2）包裹在注浆管（1）的外侧形成一个包裹体，这个包裹体直接穿过锚杆球形螺母（3）、锚杆拱形垫板（4）、锚杆可记忆止浆塞（5），在锚杆球形螺母（3）与锚杆拱形垫板（4）之间相互挤压形成锚杆体（2）的锚固力，锚杆拱形垫板（4）左端连接锚杆球形螺母（3），右端连接锚杆可记忆止浆塞（5），锚杆球形螺母（3）通过其上的螺纹将整个包裹体锁紧固定；电弧焊接式锚杆断裂连接接头（6）左端连接锚杆体（2），右端插入断裂前留在岩体中的锚杆体，通过自动焊接的方式将两端锚杆连接为一个整体。2.如权利要求书1所述利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，其特征在于：所述注浆管（1）设置在锚杆体（2）的内部，断裂连接接头电源线（6-1）设置在注浆管（1）的内部。3.如权利要求书1所述利用断裂锚杆锚固段的巷道专用续接钢锚杆，其特征在于：所述电弧焊接式锚杆断裂连接接头（6）由断裂连接接头电源线（6-1）、断裂连接接头主体（6-2）、断裂连接接头空心...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延年，马恕君，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21