用于锚索支护结构的锚塞推动装置及该锚索支护结构

摘要

本发明涉及矿山巷道支护领域，具体是一种用于锚索支护结构的锚塞推动装置及该锚索支护结构；所述锚塞推动装置包括外套、顶块和楔块，锚索穿过所述外套、顶块和楔块；所述顶块设置在所述外套与所述锚索之间；所述楔块设置在所述外套上，且该楔块轴向的一端设有斜面；所述楔块可沿所述外套的径向滑动；当所述楔块滑动使该楔块的斜面挤压所述顶块时，该顶块推移所述锚塞。本发明在不影响锚索正常安装张拉情况下，有效减少锚索回缩带来的预紧力的损失，并可防止锚索安装时的过载张拉，显著改善锚索工作状态；而且，本发明的结构简单，便于操作和维护，能够在矿山巷道环境下保证性能稳定。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山巷道支护领域，特别涉及一种用于锚索支护结构 的锚塞推动装置及该锚索支护结构。

背景技术

煤矿巷道锚杆支护，普遍采用锚杆对浅部围岩支护，并配合锚索 深层围岩锚固补强的支护方式。锚杆对支护层围岩施加压应力，形成 次生承载层，锚索则将锚杆支护形成的次生承载层与深部稳定岩层相 连，提高锚杆支护层的稳定性并调动深部围岩承载能力，提高支护系 统的整体稳定性。进行锚索支护安装时，要求对锚索施加索体破断载 荷40～70%的初始预紧力，合理的预紧力是保证锚索及时发挥支护作 用的前提。

锚索预紧力使用专用空心张拉千斤顶施加。锚索预紧力施加原理 如图1所示，在钻孔1中安装锚索2时，先在锚索2尾部顺序套入锚 索托盘4、调心球形垫圈5及配套锁具组件（锚环6和锚塞7），然后 将锚索穿过千斤顶端盖8及空心活塞杆9。张拉锚索时，千斤顶尾部 P1口进油，活塞15带动活塞杆9伸出，千斤顶缸体14内弹簧13顶 推工具锚座12及工具锚夹片11沿锚索轴向滑移，工具锚夹片11外 锥面楔入工具锚环10的内锥面并卡紧索体，同时千斤顶端盖8前端 面顶紧锚环6的后端面。活塞杆9继续伸出，锚环6前端面将锚索托 盘4、调心球形垫圈5等压紧在围岩表面3处；工具锚夹片11则夹 紧锚索向钻孔1外拉伸，索体相对锚环6滑移并伸长。张拉千斤顶停 止张拉或卸载时，向张拉千斤顶的P2口注油，工具锚夹片11松开锚 索，锚索回缩，带动锚塞7挤入锚环6的内锥孔，使锚索保持施加的 拉伸力。

锚索预紧力是锚索拉伸后回缩时，锚塞7卡紧锚索并挤入锚环6 锁紧索体保持的初始拉伸力。为防止锚塞7卡咬锚索表面，或因锚塞 7提前挤入锚环6卡死索体影响张拉，千斤顶端盖8加工有沉孔，安 装拉伸锚索时，锚塞7尾端沉入千斤顶端盖8沉孔内，使锚塞7滞后 于锚环6与千斤顶端盖8随动，形成拉紧过程的安装工艺间隙Δh。 停止拉伸或千斤顶卸载时，伸长的索体回缩，带动滞后的锚塞7挤入 锚环6完成锁紧，安装工艺间隙消失。锁紧过程的索体回缩，使锚索 实际保留的预紧力只有最大拉伸载荷的60～70%，形成锚索预紧力损 失。可见，锚索预紧力损失是安装工艺决定的，而目前的安装工艺不 能避免预紧力损失。

为了保证锚索实际预紧力满足要求而提高锚索安装拉伸载荷的 情况下，容易导致以下的问题：一方面造成锚索过张拉，影响锚索工 作性能；另一方面，对大直径锚索，因张拉机具实际能力限制，不能 提供足够的拉伸载荷，造成锚索预紧力不足。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种避免在锚索锁紧过程中预紧力损失的 用于锚索支护结构上的锚塞推动装置及该锚索支护结构。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于锚索支护结构的锚 塞推动装置，包括外套、顶块和楔块，锚索穿过所述外套、顶块和楔 块；所述顶块设置在所述外套与所述锚索之间；所述楔块设置在所述 外套上，且该楔块轴向的一端设有斜面；所述楔块可沿所述外套的径 向滑动；当所述楔块滑动使该楔块的斜面松开所述顶块时，所述锚索 拉伸并带动锚索支护结构的锚塞沉入所述外套内；当所述楔块滑动而 使该楔块的斜面挤压所述顶块时，使该顶块推移所述锚塞。

其中，所述外套内设通孔；所述锚索穿过所述通孔，且所述顶块 设置在所述外套的通孔内；当所述锚索拉伸带动所述锚塞推移所述顶 块时，所述锚塞靠近所述外套的端部进入该外套的通孔内。

进一步，所述顶块与所述楔块的接触端分别对应设有斜面。

优选的，所述顶块的斜面与所述楔块的斜面的斜度相同。

进一步，还包括滑座；所述滑座设置在外套上，且位于所述楔块 的与所述顶块相对的另一侧；所述楔块上与所述斜面对应的另一端设 有平面；所述楔块的平面可沿所述滑座滑动。

其中，所述楔块的上端设有上端平面，且该楔块的下端设有下端 平面。

本发明还提供一种锚索支护结构，包括如上任一方案所述的锚塞 推动装置。

（三）有益效果

与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：

1、本发明在不影响锚索正常安装张拉情况下，提供一种锚塞推 动装置；在锚索拉伸到设计预紧力时，该装置可将锚塞直接挤进锚索 支护结构的锚环内，从而有效减少锚索回缩带来的预紧力的损失；

2、本发明在安装锚索时，不需大幅提高安装拉伸力，从而避免 锚索安装时的过载张拉，显著改善锚索工作状态；

3、本发明的结构简单，便于操作和维护，能够在矿山巷道环境 下保证性能稳定。

附图说明

图1是现有的锚索支护安装结构图；

图2是本发明提供的锚索支护结构在锚索张拉锁紧前的结构图；

图3是本发明的锚塞推动装置在锚索张拉锁紧前的结构图；

图4是本发明提供的锚索支护结构在锚索张拉锁紧后的结构图；

图5是本发明的锚塞推动装置在锚索张拉锁紧后的结构图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1—钻孔，2—锚索，3—围岩表面，4—锚索托盘，5—调心球形 垫圈，6—锚环，7—锚塞，8—千斤顶端盖，9—空心活塞杆，10—工 具锚环，11—工具锚夹片，12—工具锚座，13—顶推弹簧，14—千斤 顶缸体，15—活塞，20—张拉千斤顶，30—锚塞推动装置，31—外套， 32—顶块，33—楔块，34—滑座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图2所示，本实施例提供一种锚索支护结构，包括锚索构件、 张拉千斤顶20和锚塞推动装置30，所述锚索构件包括锚索托盘4、 调心球形垫圈5、锚环6和锚塞7；锚索2依次穿过所述锚索托盘4、 调心球形垫圈5、锚环6、锚塞7和锚塞推动装置30并与张拉千斤顶 20连接；当锚索2通过所述张拉千斤顶20拉伸至设计预紧力后，如 图4所示，采用所述锚塞推动装置30推动所述锚塞7压入所述锚环 6内，将所述锚索2锁紧。本实施中，在锚索被张拉至设计预紧力后， 通过锚塞推动装置将锚塞直接压入锚环内，使锚索在设计拉伸载荷下 被锁具锁紧，避免张拉千斤顶停止拉伸后或卸载时的锚索回缩，从而 有效减少锚索回缩带来的预紧力的损失。

其中，本实施例提供一种用于锚索支护结构的锚塞推动装置，如 图3和图5所示，所述锚塞推动装置30包括外套31、顶块32和楔 块33，所述顶块32设置在所述外套31内；所述锚索2穿过所述外 套31、顶块32和楔块33；所述楔块33一端面设有斜面，且该楔块 33长度方向与所述外套31的轴线相垂直；所述楔块33可沿所述外 套31的径向滑动；当所述楔块33向上滑动时，该楔块33的斜面松 开所述顶块32，所述锚索2拉伸带动所述锚塞7沉入所述外套31内； 当所述楔块33向下滑动时，该楔块33的斜面挤压所述顶块32，使 该顶块32推移所述锚塞7压入所述锚环6内，将所述锚索2锁紧。

进一步，所述外套31内设通孔；所述锚索2穿过该通孔，且所 述顶块32设置在所述外套31与所述锚索2之间；当所述锚索2拉伸 带动所述锚塞7推移所述顶块32朝远离锚环6方向移动，且所述锚 塞7由靠近所述外套31的端部进入该外套31的通孔内。从而，使锚 塞7滞后于锚环6与外套31随动，形成拉紧过程的安装工艺间隙。 停止拉伸或千斤顶卸载时，伸长的锚索2回缩，带动滞后的锚塞7挤 入锚环6完成锁紧，安装工艺间隙消失。防止锚塞7卡咬锚索2表面， 或因锚塞7提前挤入锚环6卡死锚索2而影响张拉。

进一步，所述顶块32与所述楔块33接触一端对应设有斜面。所 述顶块32的斜面与所述楔块33的斜面的斜度相同，从而使楔块33 滑动过程中，顺利推移顶块32进行滑动。

其中，所述锚塞推动装置30还包括滑座34；所述滑座34设置 在外套31上，且位于与所述顶块32相对应的所述楔块33的另一侧； 所述楔块33上与所述斜面对应的另一端面设有平面；所述楔块33的 平面可沿所述滑座34滑动。

所述楔块33的上端设有上端平面Q2，且该楔块33的下端设有 下端平面Q1。

使用本装置时，锚索的外露长度需加长约50mm。本实施例中的 锚索支护结构的使用方法如下：

a按常规施工工艺将锚索2锚固于煤岩体钻孔1内，并使锚索2 在钻孔1外露初长度约350mm。

b按正常工艺安装锚索托盘4、调心球形垫圈5、锁具组件，然 后套装所述锚塞推动装置30和张拉千斤顶20。

c锤击所述锚塞推动装置30的楔块33下端平面Q1，从而松开顶 块32；并向张拉千斤顶20的P1口注油，使用张拉千斤顶20张拉锚 索2。

d张拉千斤顶20拉伸锚索2至设计预紧力后，锤击楔块33的上 端平面Q2，推动顶块32并将锚塞7顶入锚环6内，从而使锚塞7卡 紧锚索2。

e向张拉千斤顶20的P2口注油，回缩张拉千斤顶20并卸载， 锚索2安装完毕。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关 技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明 的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。