一种用于破碎围岩的鱼刺状锚杆及锚固方法技术

本发明专利技术提供了一种用于松散破碎围岩的鱼刺状锚杆及锚固方法，所述鱼刺状锚杆包括：锚固头1、定位金属环2、铰链3、鱼刺杆4、支撑杆5、底盘6、鱼骨杆7、拱形托板8、球形螺母9、扭矩扳手10、杆体11、通孔12、定位垫片13；所述锚固头与锚杆杆体顶部相连，杆体和鱼骨杆上沿长度方向等距离设置有鱼刺装置；所述鱼刺杆穿过杆体对应的通孔与对应的支撑杆铰接。锚固方法为：锚杆插入围岩孔中，鱼刺装置张开与合拢，扭矩扳手转动会带动鱼骨杆转动，同时带动鱼刺杆顺着通孔向外延伸，促使鱼刺杆打开，从而实现对松散破碎围岩的锚固。该装置可挤密松散破碎围岩，增大破碎围岩锚固力，节约锚固成本，带来更高的经济效益和提升施工效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下工程支护领域，更具体涉及一种用于松散破碎围岩的鱼刺状锚杆及锚固方法。

技术介绍

1、随着我国煤炭资源向深部地区延伸，深部地下巷道施工中常遇到破碎、松散围岩，其整体性差。深部地下煤层赋存条件复杂，煤层开采条件多变，多数矿井在开采和建设都面临不同程度、不同数量的松散破碎围岩巷道支护问题。特别是年限较长的巷道掘进、巷道施工、维护，需要解决一系列问题，比如巷道自稳时间短、难支护、变形大等。进行锚杆支护时常遇到塌孔等问题，导致锚杆支护效果差，难以形成有效支护。所以松散破碎围岩的锚杆难支护、易失效的问题函待解决。

2、为解决松散破碎围岩的支护问题，普遍采用的方法是先在松散破碎围岩中进行钻孔，再对松散破碎围岩泵入水泥进行注浆加固，最后再使用锚杆对加固后的围岩进行锚固支护。但是利用此方法，容易造成注浆加固不牢固、难以维修、易失效等问题。

3、锚杆支护可以有效控制围岩变形，锚杆支护是指在边坡、岩土基坑等地表工程及隧道、巷道等地下施工中采用的一种加固支护方式，锚杆支护是向岩体内打入岩体孔，再向孔内打入锚杆并固定，锚杆尾端安装锚杆托盘，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于松散破碎围岩的鱼刺状锚杆及锚固方法，其特征在于所述鱼刺状锚杆包括：锚固头1、定位金属环2、铰链3、鱼刺杆4、支撑杆5、底盘6、鱼骨杆7、拱形托板8、球形螺母9、扭矩扳手10、杆体11、通孔12、定位垫片13；所述锚固头与外锚杆顶部相连；所述定位垫片固定在外锚杆内的顶部；所述定位金属环固定在外锚杆中定位垫片的下方；所述鱼骨杆穿过外锚杆底部和固定金属片，可在杆体中心的位置移动；所述鱼刺杆一端通过铰接被连接在鱼骨杆上，另一端穿过锚杆杆体上对应的通孔与支撑杆的一端连接；所述支撑杆的另一端连接在外锚杆底盘位置；所述伞骨体远离锚固头的一端设置有拱形托板，拱形托板下设置有球形螺母，球形螺母...

【技术特征摘要】

1.一种用于松散破碎围岩的鱼刺状锚杆及锚固方法，其特征在于所述鱼刺状锚杆包括：锚固头1、定位金属环2、铰链3、鱼刺杆4、支撑杆5、底盘6、鱼骨杆7、拱形托板8、球形螺母9、扭矩扳手10、杆体11、通孔12、定位垫片13；所述锚固头与外锚杆顶部相连；所述定位垫片固定在外锚杆内的顶部；所述定位金属环固定在外锚杆中定位垫片的下方；所述鱼骨杆穿过外锚杆底部和固定金属片，可在杆体中心的位置移动；所述鱼刺杆一端通过铰接被连接在鱼骨杆上，另一端穿过锚杆杆体上对应的通孔与支撑杆的一端连接；所述支撑杆的另一端连接在外锚杆底盘位置；所述伞骨体远离锚固头的一端设置有拱形托板，拱形托板下设置有球形螺母，球形螺母位于鱼骨杆上，与鱼骨杆上的波形螺纹相匹配；所述扭矩扳手固定在鱼骨杆靠近球形螺母一端的底部，根据破碎围岩的实际工程情况，计算所述鱼刺状锚杆应达到的锚固力，确定锚杆的长度以及鱼刺杆的数量；设x轴方向垂直于锚杆杆体方向，y轴方向平行于锚杆杆体方向，锚杆的直径为d，锚杆螺纹抗拉强度设计值为σt，鱼刺杆与杆体的夹角为α，锚杆与围岩的摩擦力系数为μ，每个鱼刺杆部分的拉拔分力为fi，i＝n(n为鱼刺杆个数)，两个对称鱼刺杆在x轴方向的分力fx1＝fx2，方向相反，则x方向上两个对称鱼刺杆在y轴方向的分力相同，每个鱼刺杆在y轴方向的分力为fyi＝ficosα，则每个鱼刺杆提供的锚固阻力为fy＝fyicosα·μ，n个鱼刺杆提供的锚固阻力为锚杆锚固力为总锚固阻力为鱼刺杆提供的锚固力加锚杆锚固力：

2.根据权利要求1所述的用于破碎围岩的鱼刺状锚杆，其特征在于：所述杆体和鱼骨杆上沿长度方向等...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家顺，孙铠洋，宋洋，郑智勇，金佳旭，张雪峰，周妮，姜帅，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：