An anchorage device and method with graded early warning of anchorage force and reciprocating flexible deformation and yielding pressure characteristics mainly include yielding main body, primary early warning ring, secondary early warning ring and hydraulic cylinder. Hydraulic oil can flow between the main body and the hydraulic cylinder through the joint action of the main body and the hydraulic cylinder under specific conditions. Because the inner part of the main body is composed of the upper and lower ring which can be moved up and down, there is a space for hydraulic oil to change between the two. Therefore, the height of the main body can be changed, and the flexible deformation and yielding characteristics can be achieved through the height change. This feature can be adjusted according to the different forces of the anchor system, and has reciprocating characteristics. The stability and bearing capacity of the whole anchorage system can be predicted by the primary and secondary early warning rings, and then the response mechanism can be established. The invention has the characteristics of classification and early warning of anchorage force, flexible deformation and yielding pressure, and low cost.
【技术实现步骤摘要】
具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性的锚具及方法
本专利技术涉及一种锚具及方法,尤其是一种适用于煤矿、边坡、水利等工程领域中初始地应力在30MPa以上地质环境下的具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性的锚具及方法。
技术介绍
已有研究表明针对高地应力地质环境下煤岩体的变形控制单纯才用强力支护并不一定能取得经济上的有效性及技术上的可行性。在锚杆支护领域,采用增大锚杆直径、加长锚杆长度、增强锚杆材质、加大支护密度等方式虽然能够取得一定的效果,但是无形中增加了支护成本,加重了作业负担,拖慢了支护速度。此外,在锚固系统的附属配件方面,往往也在力学效应上存在一些缺陷,比如在高应力状态下锚杆的螺纹段优先于杆体段失效,托盘的翘曲和撕裂,螺母内部的螺纹还可因受力过大产生滑脱失效,等等。值得注意的是,如果锚杆从螺纹段产生断裂,或者锚杆螺母内部螺纹段失效,将导致杆体尾端或者螺母骤然弹射,进而导致工人伤亡和设备受损。此类事故在一些工程现场中频发,在大埋深高应力巷道中尤为突出。例如,在我国的淮南、山东济宁等矿区都曾面临过此类工程难题,也发生过诸多伤亡事故。现有的工程解决方案多是在锚杆端头开孔并穿过铁丝,通过将铁丝两端绑缚在铁丝网上来阻拦潜在锚杆弹射。这类解决方案存在的问题是:铁丝存在锈蚀可能,锈蚀幅度与时间、环境湿度、水分PH值呈正相关关系;另外一个问题是,并不是所有的锚杆都存在断裂倾向性,将所有的锚杆端头开孔,并在支护的时候对所有锚杆端头绑缚铁丝在一定程度上拖慢了支护速度,不利于采掘循环的有效接替,工程作业过程存在较大的盲目性。从支护方面而言,在高应力软岩大变形巷道的 ...
【技术保护点】
1.一种具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性锚具,其特征在于:它包括让压主体(1)、设在让压主体(1)上的初级预警环(2)、设在让压主体(1)下部的次级预警环(3)和与让压主体(1)相连的液压油缸(4);所述的让压主体(1)包括上让压环(1‑1)和与其相配合的下让压环(1‑2),所述上让压环(1‑1)底部加工有圆柱形空心槽(1‑12),上让压环(1‑1)的两侧分别设有液压油输入口(1‑4)及液压油输出口(1‑5),上让压环(1‑1)的一侧布置有主体液压油压力表(1‑3),上让压环(1‑1)的中部开有锚杆穿孔(11);所述的下让压环(1‑2)包括顶部突出的空心柱体(1‑11),空心柱体中心为锚杆穿孔(11),空心柱体(1‑11)顶部下方开有环向槽(1‑10),环向槽(1‑10)内布置有液压油密封圈;环向槽(1‑10)上侧距离空心柱体(1‑11)顶部距离为5mm。所述的初级预警环(2)包括初级预警环承载柱(2‑1)和初级预警环环形槽(2‑2),所述的次级预警环(3)包括次级预警环承载柱(3‑1)和次级预警环环形槽(3‑2),初级预警环环形槽(2‑2)内嵌有蓝色预警胶环(2‑3),次级 ...
【技术特征摘要】
1.一种具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性锚具,其特征在于:它包括让压主体(1)、设在让压主体(1)上的初级预警环(2)、设在让压主体(1)下部的次级预警环(3)和与让压主体(1)相连的液压油缸(4);所述的让压主体(1)包括上让压环(1-1)和与其相配合的下让压环(1-2),所述上让压环(1-1)底部加工有圆柱形空心槽(1-12),上让压环(1-1)的两侧分别设有液压油输入口(1-4)及液压油输出口(1-5),上让压环(1-1)的一侧布置有主体液压油压力表(1-3),上让压环(1-1)的中部开有锚杆穿孔(11);所述的下让压环(1-2)包括顶部突出的空心柱体(1-11),空心柱体中心为锚杆穿孔(11),空心柱体(1-11)顶部下方开有环向槽(1-10),环向槽(1-10)内布置有液压油密封圈;环向槽(1-10)上侧距离空心柱体(1-11)顶部距离为5mm。所述的初级预警环(2)包括初级预警环承载柱(2-1)和初级预警环环形槽(2-2),所述的次级预警环(3)包括次级预警环承载柱(3-1)和次级预警环环形槽(3-2),初级预警环环形槽(2-2)内嵌有蓝色预警胶环(2-3),次级预警环环形槽(3-2)内嵌有红色预警胶环(3-3);所述的液压油缸(4)包括缸体(4-1)、液压油输出口(4-2)、液压油输入口(4-3)、底座(4-4)、液压油添加口(4-5)、油缸液压油压力表(4-6)和固定挂钩(4-7),所述缸体(4-1)的一侧设置液压油输出口(4-2)和液压油输入口(4-3),液压油输出口(4-2)经液压油输入管(1-8)与液压油输入口(1-4)相连通,液压油输入口(4-3)经液压油输出管(1-6)与液压油输出口(1-5)相连通,油缸液压油压力表(4-6)设在缸体(4-1)的上部,底座(4-4)设在缸体(4-1)的底部,液压油添加口(4-5)设在缸体(4-1)的下部,固定挂钩(4-7)设在缸体(4-1)的顶部。2.根据权利要求1所述的一种具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性方法,其特征在于:所述的初级预警环环形槽(2-2)和次级预警环环形槽(3-2)的变形极限分别为200MPa和300MPa。3.根据权利要求1所述的一种具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性锚具,其特征在于:所述的上让压环(1-1)的直径为400mm,高度为200mm;所述的圆柱形空心槽(1-12)的直径为250mm,深度为150mm;所述的液压油输入口(1-4)距离圆柱形空心槽(1-12)底端的距离为10mm;所述液压油输出口(1-5)距离圆柱形空心槽(1-12)顶端的距离为10mm。4.根据权利要求1所述的一种具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性锚具,其特征在于:所述的下让压环(1-2)的直径为400m,总高度为200mm;所述的空心柱体(1-11)的高度为150mm,直径为250mm;所述的环向槽(1-10)的间距5为mm,深度为3mm,宽度为3mm,上侧环向槽(1-10)距离空心柱体(1-11)顶部距离为5mm。。5.根据权利要求1所述的一种具备锚固力分级预警且具往复柔性变形让压特性锚具,其特征在于:所述的初级预警环承载柱(2-1)和次级预...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯晓巍,庞华东,张农,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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