大直徑礦用錨索的制作方法
【專利摘要】一種大直徑礦用錨索由索體、錨具、托板及攪拌接頭構(gòu)成。索體由索體鋼絲、頭部剛性芯管、柔性芯管、尾部剛性芯管、阻流索箍、索箍、頭部索箍及導(dǎo)向索頭等構(gòu)成。索體外徑為Ф30～50mm。頭部剛性芯管、柔性芯管、尾部剛性芯管位于索體中心，依次連接；三芯管可用對(duì)應(yīng)的頭部剛性芯桿、柔性芯桿、尾部剛性芯桿代之。索體樹脂錨固段外圓周上采用索箍式或漲環(huán)式或外繞鋼絲式的擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)大索體樹脂錨固段的直徑、減少索體與鉆孔的直徑差，提高樹脂攪拌效果和錨固力。為非煤礦山應(yīng)用錨索解決了大孔徑錨索的樹脂錨固問(wèn)題?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，利用現(xiàn)有高強(qiáng)鋼絲加工不同直徑的大直徑礦用錨索。
【專利說(shuō)明】
大直徑礦用錨索
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及地下工程、隧道等巖土工程支護(hù)或補(bǔ)強(qiáng)加固用錨索，特別是一種適合非煤礦山用的大直徑礦用錨索。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在礦山及巖土工程中使用的錨索主要分為兩類，一類為樹脂錨索，另一類為注漿錨索。由于樹脂錨索具有施工速度快、預(yù)應(yīng)力高、加工簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在礦山井巷支護(hù)中大量使用。樹脂錨索是先用樹脂將錨索索體錨固，然后在錨索尾部裝上托盤、索具進(jìn)行張拉預(yù)緊。要保證錨固質(zhì)量，索體直徑與鉆孔直徑之差要求在6?1mm范圍內(nèi)。但在一些非煤礦山或其他地下工程中，由于圍巖堅(jiān)硬，采用鉆眼臺(tái)車施工，鉆孔直徑大，一般在50?75mm范圍。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)用于加工錨索索體的鋼絞線的最大直徑為29_，與大直徑鉆孔不相適應(yīng)。如果配用現(xiàn)有規(guī)格的錨索，則需采用手持式鉆機(jī)打眼，施工速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，噪音污染大，操作難度高，而且人在未支護(hù)的頂板下施工安全隱患大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有技術(shù)的礦用錨索不適于在非煤礦山堅(jiān)硬圍巖大直徑鉆孔錨固的不足，本實(shí)用新型提供一種大直徑礦用錨索，它能適用非煤礦山或其他地下工程在圍巖堅(jiān)硬、采用鉆眼臺(tái)車施工大直徑鉆孔的條件下，進(jìn)行圍巖錨固支護(hù)的需要。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]大直徑礦用錨索由索體、錨具、托板及攪拌接頭等構(gòu)成。索體由索體鋼絲等構(gòu)成。索體的前部是樹脂錨固段，錨具和托板安裝于索體的尾部，攪拌接頭固聯(lián)于索體的尾端。索體前部的樹脂錨固段的中心內(nèi)置有頭部剛性芯管或頭部剛性芯桿;索體中部的中心內(nèi)置有柔性芯管或柔性芯桿;索體尾部的中心內(nèi)置有尾部剛性芯管或尾部剛性芯桿。頭部剛性芯管或頭部剛性芯桿、柔性芯管或柔性芯桿、尾部剛性芯管或尾部剛性芯桿，自索體頭部至尾部依次連接。索體的外徑為Φ30πιπι?Φ 50mm。索體樹脂錨固段外圓周上設(shè)有下述三種擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的其中之一，三種擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)是:索箍式、漲環(huán)式、外繞鋼絲式。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0007]①可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔直徑、錨固力的要求，利用現(xiàn)有高強(qiáng)鋼絲加工不同直徑的大直徑礦用樹脂錨索，解決了非煤礦山用大直徑礦用錨索的樹脂錨固問(wèn)題。
[0008]②錨索索體采用中空結(jié)構(gòu)，兩端采用剛性芯管或剛性芯桿，保證了索體尾部索具緊固索體不收縮，上端樹脂錨固可靠；中間采用柔性芯管可使索體彎曲，在狹小的空間施工長(zhǎng)銷索，且重量輕、成本低，施工方便。
[0009]③索體上部采用索箍式、漲環(huán)式或外繞鋼絲式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大索體的直徑，減少索體與鉆孔的直徑差，提高樹脂攪拌效果和錨固力。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1:本實(shí)用新型索箍式的大直徑礦用錨索的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2:本實(shí)用新型漲環(huán)式的大直徑礦用錨索的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3:索箍式大直徑礦用錨索索體部分的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4:漲環(huán)式大直徑礦用錨索索體部分的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5:鋼絲外繞式大直徑礦用錨索索體部分的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6(a):圖3中的A-A剖面放大視圖。
[0016]圖6(b)、圖6(c):索箍的主視、俯視放大視圖。
[0017]圖中:1-攪拌接頭、2-錨具、3-尾部剛性芯管、4-柔性芯管、5-阻流索箍、6_索箍、7_頭部索箍、8-導(dǎo)向索頭、9-頭部剛性芯管、10-樹脂錨固劑、11-索體、12-托板、13-索體鋼絲、14-漲環(huán)、15-外繞鋼絲。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]在圖1中示出本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)，即索體的樹脂錨固段為索箍式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的大直徑礦用錨索。它由索體11、錨具2、托板12、攪拌接頭I構(gòu)成。索體11由索體鋼絲13、頭部剛性芯管9、柔性芯管4、尾部剛性芯管3、阻流索箍5、索箍6、頭部索箍7，以及導(dǎo)向索頭8構(gòu)成。
[0021]錨索索體11的前部是用樹脂錨固劑10實(shí)現(xiàn)端錨的樹脂錨固段。錨具2和托板12安裝于錨索尾部的索體11上。攪拌接頭I固聯(lián)于索體的尾端，亦即尾部剛性芯管的后端，與索體鋼絲13固聯(lián)。圖中，錨索的上部，即錨索的前部或頭部;錨索的下部，即錨索的后部或尾部。
[0022]索體11前部樹脂錨固段的中心內(nèi)置有頭部剛性芯管9;索體中部的中心內(nèi)置有柔性芯管4;索體尾部的中心內(nèi)置有尾部剛性芯管3。頭部剛性芯管9、柔性芯管4、尾部剛性芯管3，自索體頭部至尾部依次連接。
[0023]索體11的樹脂錨固段外圓周上設(shè)置有索箍式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)。所謂擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)，即用于擴(kuò)大索體直徑、減少索體與鉆孔的直徑差、提高索體樹脂錨固段的攪拌效果和樹脂錨固的密實(shí)度、阻止樹脂錨固劑向外流動(dòng)。
[0024]索箍式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)是由安裝在索體樹脂錨固段外圓周的頭部索箍7、后端的外圓周的阻流索箍5，以及設(shè)置在頭部索箍7與阻流索箍5之間的兩個(gè)索箍6構(gòu)成。該例的索箍總數(shù)共四個(gè)，構(gòu)成四索箍結(jié)構(gòu)。索箍6的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要增減，在二?六個(gè)之間選擇。
[0025]圖3示出的索箍式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)由設(shè)在索體樹脂錨固段上的五個(gè)索箍:頭部索箍7、阻流索箍5，以及二者之間的三個(gè)索箍6構(gòu)成。該例為五索箍的擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)。
[0026]頭部索箍7、索箍6、阻流索箍5的外圓周前后端外緣有倒角;頭部索箍7、索箍6的外圓周面上有縱肋。倒角使錨索安裝時(shí)更加順暢，縱肋可提高索體樹脂錨固段的攪拌效果。頭部索箍7同時(shí)起鎖緊鋼絲的作用。阻流索箍5的作用主要是防止樹脂錨固劑10向外流。
[0027]圖6(b)、圖6(c)示出索箍6的結(jié)構(gòu)。索箍6的外圓周前后端外緣有倒角，外圓周面上有縱肋。頭部索箍7與之相同，阻流索箍5有倒角、無(wú)縱肋。
[0028]索體11的樹脂錨固段前端端頭，亦即頭部剛性芯管9的前端端頭，安裝導(dǎo)向索頭8。導(dǎo)向索頭8有利于錨索錨索在鉆孔內(nèi)的順利安裝。
[0029]攪拌接頭I裝在尾部剛性芯管末端，亦即錨索后部的末端。攪拌接頭I的橫斷面是六方形，如圖6(a)所示。攪拌接頭的橫斷面也可為四方形或其他形狀。攪拌接頭I用于連接旋轉(zhuǎn)攪拌設(shè)備，帶動(dòng)錨索完成樹脂攪拌。攪拌接頭的形狀、尺寸與旋轉(zhuǎn)攪拌設(shè)備配套。
[0030]索體11的外徑一般采用范圍為Φ 30mm?Φ 50mm。索體鋼絲13是采用高強(qiáng)鋼絲捻成。通過(guò)在索體中心置入的芯管來(lái)增大錨索的直徑，來(lái)達(dá)到大直徑礦用錨索的要求。通過(guò)改變內(nèi)置芯管的直徑，來(lái)調(diào)整錨索的外徑，以滿足現(xiàn)場(chǎng)的要求。
[0031]索體鋼絲13可選擇高強(qiáng)螺旋肋鋼絲或光面鋼絲，鋼絲的直徑在Φ 4mm?Φ 9mm之間，鋼絲股數(shù)在8?30之間。
[0032]頭部剛性芯管9必須具有足夠的剛性和強(qiáng)度，以保證錨索在受力過(guò)程中芯管不發(fā)生破壞和收縮變形;可選用厚壁鋼管、合金材料管件、高強(qiáng)度有機(jī)或無(wú)機(jī)非金屬管材。
[0033]尾部剛性芯管3同樣須具有足夠的剛性和強(qiáng)度，并適應(yīng)錨索攪拌扭轉(zhuǎn)和錨具錨固不收縮的要求;可選用與頭部剛性芯管同樣的材料，也可根據(jù)實(shí)際需求選擇不同材料。
[0034]錨索中部采用柔性芯管，一方面使錨索維持可彎曲性，另一方面降低錨索的整體重量。柔性芯管可采用塑料、橡膠、纖維或者其他高分子聚合材料，也可采用剛性金屬或非金屬材料制作的鏈段式柔性管。
[0035]導(dǎo)向索頭8是因鉆孔孔徑與樹脂錨固劑的尺寸較大，為方便錨索在鉆孔中定位，實(shí)現(xiàn)錨固劑的充分?jǐn)嚢瓒O(shè)。導(dǎo)向索頭8與剛性芯管聯(lián)接后安裝在錨索前部端頭。導(dǎo)向索頭8與剛性芯管的聯(lián)接可采用焊接、鉚接或者螺紋連接等。
[0036]實(shí)施例2:
[0037]在圖2中示出本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)形式，即索體樹脂錨固段為漲環(huán)式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的大直徑礦用錨索。它由索體11、錨具2、托板12、攪拌接頭I構(gòu)成。索體11由索體鋼絲13、頭部剛性芯管9、柔性芯管4、尾部剛性芯管3、阻流索箍5、索箍6、頭部索箍7、導(dǎo)向索頭8，以及漲環(huán)14構(gòu)成。
[0038]本例索體樹脂錨固段采用的擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)為漲環(huán)式，亦即在索體樹脂錨固段上的阻流索箍5與頭部索箍7之間、樹脂錨固段內(nèi)的索體高強(qiáng)鋼絲13與頭部剛性芯管9之間加漲環(huán)14，使索體加有漲環(huán)14的部位呈籠形。故漲環(huán)式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)又稱籠形結(jié)構(gòu)。
[0039]圖4示出本例的漲環(huán)式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)。它是在索體樹脂錨固段的阻流索箍5與頭部索箍7之間、索體鋼絲13與頭部剛性芯管9之間，加兩個(gè)漲環(huán)14，形成兩個(gè)籠形結(jié)構(gòu)。所加漲環(huán)14根據(jù)實(shí)際需求可選擇一?三個(gè)，形成一個(gè)?三個(gè)籠形結(jié)構(gòu)。其余與實(shí)施例1相同。
[0040]實(shí)施例3:
[0041]在圖5中示出本實(shí)用新型的第三種結(jié)構(gòu)形式，即索體樹脂錨固段為鋼絲外繞式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的大直徑礦用錨索。它由索體11、錨具2、托板12、攪拌接頭I構(gòu)成。索體11由索體鋼絲13、頭部剛性芯管9、柔性芯管4、尾部剛性芯管3、阻流索箍5、索箍6、頭部索箍7、導(dǎo)向索頭8，以及外繞鋼絲15構(gòu)成。
[0042]鋼絲外繞式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)，即在索體樹脂錨固段上的阻流索箍5與頭部索箍7的中間設(shè)置一個(gè)索箍6，于阻流索箍5與索箍6之間以及索箍6與頭部索箍7之間，分別用直徑較索體高強(qiáng)鋼絲13粗的外繞鋼絲15纏繞在索體11上。外繞鋼絲15的旋向與錨索鋼絲13旋向一致，夕卜繞鋼絲15的兩端與其兩端的頭部索箍7、索箍6或索箍6、阻流索箍5通過(guò)焊接固聯(lián)。每?jī)蓚€(gè)索箍之間纏繞的外繞鋼絲15為四?六匝，可以根據(jù)實(shí)際需要增減，但不少于四匝。本例外繞鋼絲15的直徑為Φ6ι?πι?Φ8ι?πι。其余與實(shí)施例1相同。
[0043]實(shí)施例4、5、6:
[0044]將實(shí)施例1、2、3的大直徑礦用錨索的尾部剛性芯管3、柔性芯管4、頭部剛性芯管9，分別對(duì)應(yīng)換成尾部剛性芯桿、柔性芯桿、頭部剛性芯桿。其余分別與實(shí)施例1、2、3對(duì)應(yīng)相同。
[0045]除此以外，索體內(nèi)置的芯管和芯桿也可混合搭配;如:索體前部中心有頭部剛性芯桿，索體尾部有尾部剛性芯桿，而索體中部中心有柔性芯管。
[0046]應(yīng)用舉例:
[0047]某礦頂板上3m處含有一軟弱夾層，需施工5m長(zhǎng)的樹脂錨索。該礦采用XX鉆眼臺(tái)車施工，施工的鉆頭、錨索孔的直徑Φ 56mm，按照“三徑匹配”的原則，加工索體直徑Φ 33mm的大直徑礦用錨索。錨索索體的樹脂錨固段采用索箍式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)。在樹脂錨固段I米長(zhǎng)范圍內(nèi)共設(shè)各種索箍五個(gè)。各索箍寬30mm。距端頭Im處的阻流索箍的直徑稍大，為51mm，其余索箍直徑為50mm，索箍的間距為220mm。錨索的頭部和尾部剛性芯管選用直徑Φ25πιπι高強(qiáng)度鋼管，壁厚5_;中部的柔性芯管選用加強(qiáng)型塑料管，壁厚3_。索體由21股直徑Φ4_的高強(qiáng)螺旋肋鋼絲緊密纏繞在芯管上捻制而成。鋼絲旋向?yàn)橛夷?。?dǎo)向索頭直接焊接在頭部剛性芯管前端。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大直徑礦用錨索，包括索體(11)、錨具(2)、托板(I2)及攪拌接頭(I);索體(II)包括索體鋼絲(13);索體(11)的前部是樹脂錨固段，錨具(2)和托板(12)安裝在索體的尾部，攪拌接頭(1)固聯(lián)在索體的尾端;其特征在于:所述的索體(11)前部樹脂錨固段的中心有頭部剛性芯管(9)或頭部剛性芯桿；索體(11)中部的中心內(nèi)置有柔性芯管(4)或柔性芯桿;索體(11)尾部的中心有尾部剛性芯管(3)或尾部剛性芯桿;頭部剛性芯管(9)或頭部剛性芯桿、柔性芯管(4)或柔性芯桿、尾部剛性芯管(3)或尾部剛性芯桿，自索體頭部至尾部依次連接;索體(11)的外徑為Φ 30mm?Φ 50mm;索體(I I)樹脂錨固段的外圓周上設(shè)有下述三種擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)其中之一，三種擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)是:索箍式、漲環(huán)式、外繞鋼絲式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑礦用錨索，其特征在于:所述的索箍式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)是由安裝在索體樹脂錨固段前端外圓周的頭部索箍(7)、安裝在索體樹脂錨固段后端的外圓周的阻流索箍(5)，以及設(shè)置在頭部索箍(7)與阻流索箍(5)之間的二?六個(gè)索箍(6)構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑礦用錨索，其特征在于:所述的漲環(huán)式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)是由安裝在索體樹脂錨固段前端外圓周的頭部索箍(7)、安裝在索體樹脂錨固段后端的外圓周的阻流索箍(5)，以及設(shè)置在頭部索箍(7)與阻流索箍(5)之間、索體鋼絲(13)與頭部剛性芯管(9)之間的漲環(huán)(14)構(gòu)成；索體加有漲環(huán)(14)的部位呈籠形;所加漲環(huán)(14)為一?三個(gè)，形成的籠形為一?三個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑礦用錨索，其特征在于:所述的鋼絲外繞式擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)是由安裝在索體樹脂錨固段前端外圓周的頭部索箍(7)、安裝在索體樹脂錨固段后端外圓周的阻流索箍(5)、設(shè)置在頭部索箍(7)和阻流索箍(5)中間的索箍(6)，以及外繞鋼絲(15)構(gòu)成;外繞鋼絲(15)纏繞在頭部索箍(7)與索箍(6)之間和索箍(6)與阻流索箍(5)之間的索體(11)上，其旋向與錨索的鋼絲(13)旋向一致；外繞鋼絲(15)的兩端與其兩端的頭部索箍(7)、索箍(6)或索箍(6)、阻流索箍(5)相固聯(lián);索箍間纏繞的外繞鋼絲(15)為四?六匝。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑礦用錨索，其特征在于:所述的索體(11)的前端和頭部剛性芯管(9)的前端裝有一個(gè)導(dǎo)向索頭(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的大直徑礦用錨索，其特征在于:所述的頭部索箍(7)、索箍(6)、阻流索箍(5)的外圓周前后端外緣有倒角;頭部索箍(7)、索箍(6)的外圓周面上有縱肋。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK205532661SQ201620084616
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】蔣敬平, 陸鋒, 宋曉紅, 李建建
【申請(qǐng)人】山東安科礦山支護(hù)技術(shù)有限公司