一种可调阻力的恒阻吸能锚杆及其使用方法技术

本发明专利技术涉及衬砌隧道围岩的支护技术领域，具体涉及一种可调阻力的恒阻吸能锚杆及其使用方法，包括锚杆杆体和吸能器，部分锚杆杆体插入巷道围岩中，锚杆杆体外露巷道围岩的部分沿自身轴向设有多级凸起结构，吸能器套设在锚杆杆体上，吸能器上设有吸能销钉，吸能销钉与多级凸起结构的部分咬合。本发明专利技术在锚杆杆体外部设置了多级凸起结构，且在锚杆杆体上套设了吸能器，通过吸能器上吸能销钉与凸起结构的配合，形成恒定阻力，从而在巷道壁的变形过程中，通过吸能销钉沿径向伸缩在多级凸起结构中移动，增加了锚杆杆体的让压变形空间，并以此来吸收锚杆杆体受到的冲击能量，使锚杆具备吸能特性，能够有效地将冲击能量耗散，避免自身断裂。裂。裂。

【技术实现步骤摘要】
一种可调阻力的恒阻吸能锚杆及其使用方法


[0001]本申请涉及衬砌隧道围岩的支护
，特别涉及一种可调阻力的恒阻吸能锚杆及其使用方法。

技术介绍

[0002]冲击地压是煤矿生产中遇到的最严重的灾害之一，并且，随着开采深度的增加，冲击危险性也随之不断增高。冲击地压主要发生在巷道，其破坏性较大、不确定性较高，不仅会损坏矿井内部巷道空间与施工设备，对井下工作人员的安全也造成了极大的威胁。因此，冲击地压巷道围岩控制及防冲技术一直是重要的研究课题。
[0003]锚杆支护技术是巷道围岩控制的重要方法。对于冲击地压巷道，由于支护体系与围岩共同承受冲击载荷，锚杆的受力变化明显不同于其它巷道，要求支护系统应具有足够的抗冲击能力。一般的锚杆都具有相对固定的长度，在受到冲击载荷后，吸收、耗散岩体冲击能的能力有限，只能通过自身刚性来抵抗冲击能量，当冲击能量超过锚杆自身的承载极限时，很容易发生断裂，失去支护的作用，进而给矿井生产带来安全隐患。
[0004]因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种可调阻力的恒阻吸能锚杆及其使用方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，包括：锚杆杆体，部分所述锚杆杆体插入巷道围岩中，所述锚杆杆体外露巷道围岩的部分沿自身轴向设有多级凸起结构；吸能器，所述吸能器套设在所述锚杆杆体上，所述吸能器上设有吸能销钉，所述吸能销钉与多级所述凸起结构的部分咬合，所述吸能销钉沿径向伸缩以在多级所述凸起结构中移动。
[0007]进一步的，所述吸能销钉包括：螺柱、吸能柱头、吸能弹簧和调节螺母；所述螺柱中部设有调节螺孔用以安装所述吸能柱头、所述吸能弹簧和所述调节螺母；所述吸能柱头的部分外露于所述螺柱，所述吸能柱头的外露部分插入多级所述凸起结构的相邻凸起结构的间隔中；所述吸能器的中部设有与所述锚杆杆体套装的套孔；所述吸能器外侧沿径向设有多个用以安装所述吸能销钉的安装孔,多个径向设置的所述安装孔设为一组，且沿所述吸能器轴向设置了多组与所述套孔相连通的所述安装孔。
[0008]进一步的，所述安装孔的内部设有内螺纹，所述螺柱的外侧设有外螺纹，以旋转所
述螺柱在所述安装孔内部沿其所述内螺纹移动。
[0009]进一步的，所述吸能弹簧位于所述吸能柱头和所述调节螺母之间；所述调节螺母的外侧设有与所述调节螺孔匹配的调节螺纹，以转动所述调节螺母在所述调节螺孔中移动。
[0010]进一步的，所述螺柱中部还设有与所述调节螺孔连通的伸缩孔，所述吸能柱头位于所述伸缩孔内。
[0011]进一步的，所述伸缩孔包括细孔段和粗孔段，所述吸能柱头包括吸能端头和限位镦头；所述吸能端头与所述限位镦头固定，所述吸能端头和所述限位镦头对应设置在与之匹配的所述细孔段和所述粗孔段中，且部分所述吸能端头凸出于所述螺柱，凸出所述螺柱的部分所述吸能端头的端面为弧状过渡面。
[0012]进一步的，一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，还包括托板，所述托板套装在外露于所述巷道围岩的部分所述锚杆杆体上，所述托板与所述巷道围岩的壁面紧贴，所述吸能器的受力端面顶触在所述托板上；所述锚杆杆体的尾端安装有固定件。
[0013]进一步的，多级所述凸起结构螺旋卷绕在所述锚杆杆体的外表面；所述吸能器通过螺旋状的所述凸起结构与所述锚杆杆体螺纹连接，用以快速安装所述吸能器。
[0014]进一步的，所述螺柱的一端设有螺帽，所述螺帽中部设有第一转孔，所述调节螺母的中部设有第二转孔，所述第一转孔的孔径大于所述第二转孔的孔径。
[0015]本申请还提供了一种可调阻力的恒阻吸能锚杆的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：S1,组装吸能器，旋转吸能销钉在安装孔内移动，直至其端头位置;S2,调节吸能器的工作阻力，旋转调节螺母挤压吸能弹簧，以调节吸能弹簧对吸能柱头的压力，来设定吸能器的工作阻力；S3,钻孔，在需要支护的巷道围岩进行钻孔，使得孔洞直径与锚杆杆体相匹配；S4,安装锚杆杆体，首先将锚固剂放入孔洞，然后利用锚杆杆体将锚固剂推到孔底，再利用锚杆钻机转动锚杆杆体，对锚固剂进行成分搅拌；S5,安装托板，将托板套装在外露于巷道围岩的部分锚杆杆体上，并紧贴巷道围岩的壁面;S6,安装吸能器，将吸能器套设在锚杆杆体上，旋转吸能器，吸能销钉沿凸起结构形成的螺旋槽转动，使吸能器向托板移动，通过施加一定的预紧力使吸能器紧贴于托板，在锚杆杆体受到冲击能量时，吸能销钉沿径向伸缩以在多级凸起结构中移动，达到吸能让压的效果；S7，安装固定件，将固定件安装于锚杆杆体的尾端。
[0016]有益效果：本专利技术在锚杆杆体外部设置了多级凸起结构，且在锚杆杆体上套设了吸能器，通过吸能器上吸能销钉与凸起结构的配合，形成恒定阻力，通过吸能销钉沿径向伸缩在多级凸起结构中移动，增加了锚杆杆体的让压变形空间，从而在巷道壁的变形过程中，通过吸能销钉沿径向伸缩在多级凸起结构中移动，增加了锚杆杆体的让压变形空间，并以
此来吸收锚杆杆体受到的冲击能量，使锚杆具备吸能特性，能够有效地将冲击能量耗散，避免自身断裂。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例中的侧视图；图2为本专利技术实施例中吸能器结构的主视剖面图；图3为本专利技术实施例中吸能销钉结构的主视图；图4为本专利技术实施例中伸缩孔结构的主视图;图5为本专利技术实施例中固定件结构的主视图。
[0018]图中：1、锚杆杆体；101、凸起结构；2、托板；3、吸能器；301、套孔；302、安装孔；4、固定件；5、吸能销钉；501、螺柱；502、调节螺孔；503、伸缩孔；6、吸能柱头；601、吸能端头；602、限位镦头；7、吸能弹簧；8、调节螺母；801、第二转孔；9、螺帽；901、第一转孔。
具体实施方式
[0019]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]实施例1，参照图1，一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，包括：锚杆杆体1、吸能器3和托板2，具体地，部分锚杆杆体1插入巷道围岩中，锚杆杆体1外露巷道围岩的部分沿自身轴向螺旋卷绕有多级凸起结构101，吸能器3通过螺旋状的凸起结构101与锚杆杆体1螺纹连接，以将吸能器3快速的安装在锚杆杆体1上，吸能器3通过自身中部的套孔301套设在锚杆杆体1上，吸能器3上沿径向设有多个具有外螺纹的吸能销钉5，将径向设置的多个吸能销钉5设为一组，并沿吸能器3外侧轴向设置多组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，其特征在于，包括：锚杆杆体（1），部分所述锚杆杆体（1）插入巷道围岩中，所述锚杆杆体（1）外露所述巷道围岩的部分沿自身轴向设有多级凸起结构（101）；吸能器（3），所述吸能器（3）套设在所述锚杆杆体（1）上，所述吸能器（3）上设有吸能销钉（5），所述吸能销钉（5）与多级所述凸起结构（101）的部分咬合，所述吸能销钉（5）沿径向伸缩以在多级所述凸起结构（101）中移动。2.根据权利要求1所述的一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，其特征在于，所述吸能销钉（5）包括：螺柱（501）、吸能柱头（6）、吸能弹簧（7）和调节螺母（8）；所述螺柱（501）中部设有调节螺孔（502）用以安装所述吸能柱头（6）、所述吸能弹簧（7）和所述调节螺母（8）；所述吸能柱头（6）的部分外露于所述螺柱（501），所述吸能柱头（6）的外露部分插入多级所述凸起结构（101）的相邻凸起结构（101）的间隔中；所述吸能器（3）的中部设有与所述锚杆杆体（1）套装的套孔（301）；所述吸能器（3）外侧沿径向设有多个用以安装所述吸能销钉（5）的安装孔（302）,多个径向设置的所述安装孔（302）设为一组，且沿所述吸能器3轴向设置了多组与所述套孔（301）相连通的所述安装孔（302）。3.根据权利要求2所述的一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，其特征在于，所述安装孔（302）的内部设有内螺纹，所述螺柱（501）的外侧设有外螺纹，以旋转所述螺柱（501）在所述安装孔（302）内部沿其所述内螺纹移动。4.根据权利要求2所述的一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，其特征在于，所述吸能弹簧（7）位于所述吸能柱头（6）和所述调节螺母（8）之间；所述调节螺母（8）的外侧设有与所述调节螺孔（502）匹配的调节螺纹，以转动所述调节螺母（8）在所述调节螺孔（502）中移动。5.根据权利要求2所述的一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，其特征在于，所述螺柱（501）中部还设有与所述调节螺孔（502）连通的伸缩孔（503），所述吸能柱头（6）位于所述伸缩孔（503）内。6.根据权利要求5所述的一种可调阻力的恒阻吸能锚杆，其特征在于，所述伸缩孔（503）包括细孔段和粗孔段，所述吸能柱头（6）包括吸能端头（601）和限位镦头（602）；所述吸能端头（601）与所述限位镦头（602）固定，所述吸能端头（601）和所述限位镦头（602）对应设置在与之匹配的所述细孔段和所述粗孔段中，且部分所述吸能端头（601）凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵希栋，刘洪涛，周光东，王浩瞩，江文渊，刘保康，霍天宏，陈子晗，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：