一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法，該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置包括螺紋鎖緊段及夾片錨具鎖緊段，所述螺紋鎖緊段設(shè)有一個錨索鋼絞線，錨索鋼絞線吻合匹配穿過托板的中心，錨索鋼絞線上套裝有螺紋套筒，螺紋套筒位于托板的下部并緊貼托板，螺紋套筒與托板通過螺母固定在一起；夾片錨具鎖緊段設(shè)有一個雙錨索連接器，雙錨索連接器上開有兩個錨索孔，兩根錨索鋼絞線的一端分別穿過上下錨索孔后由夾片式錨具固定；雙錨索聯(lián)合鎖緊方法包括鉆孔、準備錨索、錨固錨索、雙錨索聯(lián)合鎖緊、錨索單獨張拉鎖緊。該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法使錨索錨固體系的整體支護強度與穩(wěn)定性均得到提高，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有廣泛的實用性。
【專利說明】一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙錨索裝置，尤其是可以有效增強錨索支護系統(tǒng)可靠性的一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]上世紀60年代中期，澳大利亞礦山首次使用錨索進行巖體加固，1996年小孔徑預應(yīng)力錨索在我國煤礦回采巷道試驗并獲得成功，由于錨索支護具有預緊力大、承載能力高、安裝簡便等優(yōu)點，如今錨索支護已經(jīng)成為煤礦巷道的主要支護形式之一。但在現(xiàn)有技術(shù)中錨索的鎖緊結(jié)構(gòu)大多采用單一夾片式錨具鎖緊，當巷道變形量較大、錨索受力較高，錨具在高應(yīng)力腐蝕與化學銹蝕下，夾片與鋼絞線之間易出現(xiàn)滑移而導致錨索支護失效。
[0003]桁架錨索支護技術(shù)在礦山巷道支護中具有明顯的優(yōu)越性，在巷道變形過程中，桁架錨索體系中多根錨索共同承載，對于巷道肩窩及中部應(yīng)力集中或位移明顯的區(qū)域，桁架錨索可以在水平和鉛垂方向同時提供有效作用力，使得整體支護范圍擴大，并在圍巖內(nèi)形成壓應(yīng)力區(qū)，能夠有效提高煤巖體的強度、降低煤巖體內(nèi)的拉應(yīng)力。一般桁架錨索的鎖緊結(jié)構(gòu)為夾片式錨具和桁架錨索連接器組成，在支護過程中一旦桁架錨索體系中的一根錨索失效往往會引起桁架錨索連接器上其他錨索的同步失效，最終導致桁架錨索的整體支護失效，極大影響了錨索和桁架性能的發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決在現(xiàn)有的錨索支護結(jié)構(gòu)易滑移失效的問題，本發(fā)明提供一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法，該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法采用螺紋鎖緊與夾片式錨具鎖緊相結(jié)合的方法，設(shè)計了能夠同時實現(xiàn)雙錨索聯(lián)合張拉鎖緊和各錨索單獨張拉鎖緊的鎖緊裝置，在確保對錨索實現(xiàn)較大預緊力的同時，改變了錨索單一夾片式錨具張拉預緊的局限性，避免了采用單一夾片式錨具時出現(xiàn)的鋼絞線滑移導致錨索失效現(xiàn)象，使錨索錨固體系的整體支護強度與穩(wěn)定性均得到提高，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有廣泛的實用性。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置包括螺紋鎖緊段及夾片錨具鎖緊段，所述螺紋鎖緊段設(shè)有一個L形狀的錨索鋼絞線，錨索鋼絞線吻合匹配穿過托板的中心，錨索鋼絞線上吻合套裝有螺紋套筒，螺紋套筒位于托板的下部并緊貼托板，螺紋套筒與托板通過螺母固定在一起；所述夾片錨具鎖緊段設(shè)有一個鋼制雙錨索連接器，雙錨索連接器上開有上下平行對應(yīng)的兩個錨索孔，兩根錨索鋼絞線的一端分別穿過上下錨索孔后由夾片式錨具固定；孔深a、孔間距b及錨索長度L應(yīng)滿足如下關(guān)系式:a+b/2+ 300mm < L < a+ b/2+ 500mm。
[0006]所述托板為平托板，長100-300mm，寬100-300mm，厚10-15mm，材質(zhì)可為2、3、4、5級鋼材。
[0007]所述螺紋套筒長100-200mm，直徑為22mm，螺母為標準螺母，與螺紋套筒4相匹配。
[0008]雙錨索聯(lián)合鎖緊方法其步驟為:1.施工錨索鉆孔，根據(jù)巷道支護設(shè)計方案，在巷道兩幫或頂板施工兩個錨索鉆孔，要求孔深a及孔間距b與錨索長度L相匹配，以便錨索外露長度能夠?qū)崿F(xiàn)雙錨索間的聯(lián)合鎖緊；
2.準備錨索，將鋼制套筒通過鍛壓、焊接或粘結(jié)等方式固定在距錨索尾部b/2+300mm至b/2+ 800mm處，然后對鋼制套筒進行外螺紋加工而制成螺紋套筒，螺紋套筒在錨索鋼絞線上的固定位置應(yīng)確保雙錨索被聯(lián)合鎖緊后后，螺紋套筒正好處于鉆孔孔口位置，以便螺母配合螺紋套筒對錨索進行單獨張拉鎖緊；其次，給兩根待聯(lián)合鎖緊的固定有螺紋套筒的錨索鋼絞線套上托板，并將螺母擰至與其相匹配的螺紋套筒上；
3.錨固錨索，通過樹脂錨固劑或其他類型的錨固劑，對兩根錨索鋼絞線分別進行端部錨固或加長錨固，要求兩根錨索鋼絞線均被送至鉆孔孔底；
4.雙錨索聯(lián)合鎖緊，待兩根錨索鋼絞線錨固穩(wěn)定后，將兩根錨索鋼絞線的自由端穿過開有平行雙錨索孔的同一鋼制雙錨索連接器，通過錨索張拉設(shè)備對兩根錨索鋼絞線同時進行張拉，并采用夾片式錨具分別鎖緊兩根錨索鋼絞線，實現(xiàn)雙錨索聯(lián)合鎖緊，對錨索鋼絞線進行張拉時，一般要求施加給錨索的預應(yīng)力為100-400kN ；
5.錨索單獨張拉鎖緊，利用扭矩扳手同時旋轉(zhuǎn)螺紋套筒上的螺母，使螺母密貼緊壓托板，實現(xiàn)對兩根錨索的單獨張拉鎖緊，防止聯(lián)合鎖緊的雙錨索因夾片式錨具失效而導致雙錨索均失效，旋轉(zhuǎn)螺母對錨索鋼絞線進行單獨張拉鎖緊時，扭矩為300-500N ? m。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法采用螺紋鎖緊與夾片式錨具鎖緊相結(jié)合的方法，設(shè)計了能夠同時實現(xiàn)雙錨索聯(lián)合張拉鎖緊和各錨索單獨張拉鎖緊的鎖緊裝置，在確保對錨索實現(xiàn)較大預緊力的同時，改變了錨索單一夾片式錨具張拉預緊的局限性，避免了采用單一夾片式錨具時出現(xiàn)的鋼絞線滑移導致錨索失效現(xiàn)象，使錨索錨固體系的整體支護強度與穩(wěn)定性均得到提高，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有廣泛的實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】`
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0012]圖1中，1.孔壁，2.錨索鋼絞線，3.螺紋鎖緊段，4.托板，5.螺母，6.螺紋套筒，
7.夾片錨具鎖緊段，8.雙錨索連接器，9.夾片式錨具。
【具體實施方式】
[0013]在圖1中，該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置包括螺紋鎖緊段3及夾片錨具鎖緊段7，所述螺紋鎖緊段3設(shè)有一個L形狀的錨索鋼絞線2，錨索鋼絞線2吻合匹配穿過托板4的中心，錨索鋼絞線2上吻合套裝有螺紋套筒6，螺紋套筒6位于托板4的下部并緊貼托板4，螺紋套筒6與托板4通過螺母5固定在一起；所述夾片錨具鎖緊段7設(shè)有一個鋼制雙錨索連接器8，雙錨索連接器8上開有上下平行對應(yīng)的兩個錨索孔，兩根錨索鋼絞線2的一端分別穿過上下錨索孔后由夾片式錨具9固定；孔深a、孔間距b及錨索長度L應(yīng)滿足如下關(guān)系式:a+b/2+ 300mm < L < a+ b/2+ 500mm。
[0014]所述托板4為平托板,長200mm,寬200mm,厚12mm,材質(zhì)可為2、3、4、5級鋼材。[0015]所述螺紋套筒6長150_，直徑為22_，螺母為標準螺母，與螺紋套筒4相匹配。
[0016]雙錨索聯(lián)合鎖緊方法其步驟為:
1.施工錨索鉆孔，根據(jù)巷道支護設(shè)計方案，在巷道兩幫或頂板施工兩個錨索鉆孔，要求孔深a及孔間距b與錨索長度L相匹配，以便錨索外露長度能夠?qū)崿F(xiàn)雙錨索間的聯(lián)合鎖緊；
2.準備錨索，將鋼制套筒通過鍛壓、焊接或粘結(jié)等方式固定在距錨索尾部b/2+300mm至b/2+ 800mm處，然后對鋼制套筒進行外螺紋加工而制成螺紋套筒6，螺紋套筒6在錨索鋼絞線2上的固定位置應(yīng)確保雙錨索被聯(lián)合鎖緊后后，螺紋套筒6正好處于鉆孔孔口位置，以便螺母5配合螺紋套筒6對錨索進行單獨張拉鎖緊；其次，給兩根待聯(lián)合鎖緊的固定有螺紋套筒6的錨索鋼絞線2套上托板4，并將螺母5擰至與其相匹配的螺紋套筒6上；
3.錨固錨索，通過樹脂錨固劑或其他類型的錨固劑，對兩根錨索鋼絞線2分別進行端部錨固或加長錨固，要求兩根錨索鋼絞線2均被送至鉆孔孔底；
4.雙錨索聯(lián)合鎖緊，待兩根錨索鋼絞線2錨固穩(wěn)定后，將兩根錨索鋼絞線2的自由端穿過開有平行雙錨索孔的同一鋼制雙錨索連接器8，通過錨索張拉設(shè)備對兩根錨索鋼絞線2同時進行張拉，并采用夾片式錨具9分別鎖緊兩根錨索鋼絞線2，實現(xiàn)雙錨索聯(lián)合鎖緊，對錨索鋼絞線2進行張拉時，一般要求施加給錨索的預應(yīng)力為250kN ；
5.錨索單獨張拉鎖緊，利用扭矩扳手同時旋轉(zhuǎn)螺紋套筒6上的螺母5，使螺母5密貼緊壓托板4，實現(xiàn)對兩根錨索的單獨張拉鎖緊，防止聯(lián)合鎖緊的雙錨索因夾片式錨具9失效而導致雙錨索均失效，旋轉(zhuǎn)螺母5對錨索`鋼絞線2進行單獨張拉鎖緊時，扭矩為400N ? m。
【權(quán)利要求】
1.一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法，該雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置包括螺紋鎖緊段(3)及夾片錨具鎖緊段(7)，其特征在于，所述螺紋鎖緊段(3)設(shè)有一個L形狀的錨索鋼絞線(2)，錨索鋼絞線(2)吻合匹配穿過托板(4)的中心，錨索鋼絞線(2)上吻合套裝有螺紋套筒(6)，螺紋套筒(6)位于托板(4)的下部并緊貼托板(4)，螺紋套筒(6)與托板(4)通過螺母(5)固定在一起；所述夾片錨具鎖緊段(7)設(shè)有一個鋼制雙錨索連接器(8)，雙錨索連接器(8)上開有上下平行對應(yīng)的兩個錨索孔，兩根錨索鋼絞線(2)的一端分別穿過上下錨索孔后由夾片式錨具(9)固定；孔深a、孔間距b及錨索長度L應(yīng)滿足如下關(guān)系式:a+ b/2+ 300mm <L < a+ b/2+ 500mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法，其特征在于，所述托板(4)為平托板，長100-300mm，寬100-300mm，厚10_15mm，材質(zhì)可為2、3、4、5級鋼材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法，其特征在于，所述螺紋套筒(6)長100-200mm，直徑為22mm，螺母為標準螺母，與螺紋套筒(4)相匹配。
4.一種雙錨索聯(lián)合鎖緊裝置及方法，其特征在于，雙錨索聯(lián)合鎖緊方法其步驟為:施工錨索鉆孔，根據(jù)巷道支護設(shè)計方案，在巷道兩幫或頂板施工兩個錨索鉆孔，要求孔深a及孔間距b與錨索長度L相匹配，以便錨索外露長度能夠?qū)崿F(xiàn)雙錨索間的聯(lián)合鎖緊；準備錨索，將鋼制套筒通過鍛壓、焊接或粘結(jié)等方式固定在距錨索尾部b/2+ 300mm至b/2+ 800mm處，然后對鋼制套筒進行外螺紋加工而制成螺紋套筒(6)，螺紋套筒(6)在錨索鋼絞線(2)上的固定位置應(yīng)確保雙錨索被聯(lián)合鎖緊后后，螺紋套筒(6)正好處于鉆孔孔口位置，以便螺母(5)配合螺紋套筒(6)對錨索進行單獨張拉鎖緊；其次，給兩根待聯(lián)合鎖緊的固定有螺紋套筒(6)的錨索鋼絞線(2)套上托板(4)，并將螺母(5)擰至與其相匹配的螺紋套筒(6)上；錨固錨索，通過樹脂錨固劑或其他類型的錨固劑，對兩根錨索鋼絞線(2)分別進行端部錨固或加長錨固，要求兩根錨索鋼絞線(2)均被送至鉆孔孔底；雙錨索聯(lián)合鎖緊，待兩根錨索鋼絞線(2)錨固穩(wěn)定后，將兩根錨索鋼絞線(2)的自由端穿過開有平行雙錨索孔的同一鋼制雙錨索連接器(8)，通過錨索張拉設(shè)備對兩根錨索鋼絞線(2)同時進行張拉，并采用夾片式錨具(9)分別鎖緊兩根錨索鋼絞線(2)，實現(xiàn)雙錨索聯(lián)合鎖緊，對錨索鋼絞線(2)進行張拉時，一般要求施加給錨索的預應(yīng)力為100-400kN ;錨索單獨張拉鎖緊，利用扭矩扳手同時旋轉(zhuǎn)螺紋套筒(6)上的螺母(5)，使螺母(5)密貼緊壓托板(4)，實現(xiàn)對兩根錨索的單獨張拉鎖緊，防止聯(lián)合鎖緊的雙錨索因夾片式錨具(9)失效而導致雙錨索均失效，旋轉(zhuǎn)螺母(5)對錨索鋼絞線(2)進行單獨張拉鎖緊時，扭矩為300-500N ? m。
【文檔編號】E21D20/00GK103498690SQ201310395658
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】李桂臣, 孫輝, 衛(wèi)英豪, 張農(nóng), 王朋朋, 馬振乾 申請人:中國礦業(yè)大學