软岩巷道吸能让压锚杆的制作方法

本发明涉及锚杆，具体涉及一种软岩巷道吸能让压锚杆。

背景技术：

1、在煤矿、隧道等地下工程中，软岩巷道围岩变形大、压力显现剧烈，传统刚性锚杆常因无法适应大变形而发生破断失效，导致支护结构失稳。为应对此问题，工程中已发展出多种让压锚杆，如通过结构滑移、杆体颈缩或元件压缩等方式吸收围岩变形能。

2、然而，现有让压技术仍存在明显局限：其一，多数让压结构吸能容量有限，且让压过程不可控或让压力值波动大，难以与软岩持续流变特性相匹配；其二，结构往往较为复杂，加工精度要求高，成本较高，影响其大规模应用可靠性；其三，部分锚杆让压后残余强度低，存在突然失稳风险。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种软岩巷道吸能让压锚杆。

3、本发明实施例的软岩巷道吸能让压锚杆包括套筒、托盘、紧固件、锚固杆、吸能组件和控制组件，所述套筒的第一端设有第一弧形罩，所述第一弧形罩的开口背离所述套筒，所述第一弧形罩具有与所述套筒同轴的穿孔；所述托盘套设于所述套筒，所述紧固件设于所述套筒用于将所述托盘固定于巷道的围岩；

4、所述锚固杆包括同径段和锥形段，所述锥形段的横截面积沿背离所述同径段的方向逐渐增大，所述同径段可滑动地穿设于所述穿孔，所述锥形段位于所述套筒内，所述同径段上套装有第二弧形罩，所述第二弧形罩与所述第一弧形罩相对扣合以形成真空腔，所述第一弧形罩上设有进气管，所述第二弧形罩上设有抽气管，所述抽气管用于对所述真空腔抽真空，以使所述第一弧形罩与所述第二弧形罩相连，所述进气管用于向所述真空腔内输送空气，以使所述第一弧形罩与所述第二弧形罩分离；

5、所述吸能组件沿所述套筒的径向穿设于所述套筒的侧壁，所述吸能组件沿所述套筒的径向可移动，所述吸能组件与所述锥形段配合，以使所述锚固杆在朝向远离所述套筒的方向移动时，所述锥形段向外顶推所述吸能组件，以使所述吸能组件向外挤压锚固孔的孔壁；

6、所述控制组件包括控制器、控制阀和压力传感器，所述控制阀设于所述进气管，所述压力传感器设于所述托盘用于检测所述托盘与所述围岩之间的压力，所述控制器与所述压力传感器和所述控制阀相连，当所述 压力传感器的检测值超过预设值时，所述控制器控制所述控制阀开启。

7、在一些实施例中，本发明实施例的软岩巷道吸能让压锚杆还包括密封圈，所述密封圈套设于所述同径段，所述密封圈的外周壁止抵于所述穿孔的孔内壁。

8、在一些实施例中，所述第一弧形罩具有朝向所述第二弧形罩设置的第一端面，所述第二弧形罩具有朝向所述第一弧形罩设置的第二端面，所述第一端面和所述第二端面中的至少一者上设有密封垫。

9、在一些实施例中，所述吸能组件包括多个摩擦块和移动柱，多个所述摩擦块位于所述套筒内且沿所述锥形段的周向间隔布置，所述摩擦块在所述套筒的径向上止抵于所述锥形段，所述套筒的侧壁设有通孔，所述移动柱的第一端设于所述套筒内且与所述摩擦块相连，所述移动柱的第二端通过所述通孔伸出所述套筒外。

10、在一些实施例中，所述摩擦块朝向所述锥形段的侧面与所述锥形段的外周轮廓适配。

11、在一些实施例中，所述摩擦块朝向所述锥形段的侧面设有多个间隔布置的第一凸起，所述锥形段的外壁面设有多个间隔布置的第二凸起。

12、在一些实施例中，所述吸能组件还包括多个弧形板，多个所述弧形板设于所述套筒外且沿所述套筒的周向间隔布置，多个所述弧形板与多个所述摩擦块一一对应，所述弧形板与对应的所述摩擦块上的移动柱相连，所述弧形板沿背离所述套筒的方向凸出设置。

13、在一些实施例中，所述吸能组件还包括弹簧，所述弹簧套设于所述移动柱且位于所述套筒内，所述弹簧的一端抵靠在所述套筒的内壁，所述弹簧的另一端止抵于所述摩擦块。

14、在一些实施例中，所述托盘包括平板和第三弧形罩，所述第三弧形罩设于所述平板和所述紧固件之间，所述压力传感器设于所述平板和所述第三弧形罩之间。

15、在一些实施例中，所述抽气管上设有单向阀。

16、本发明实施例的软岩巷道吸能让压锚杆，首先，真空腔结构实现可靠的初始连接，通过压力传感器与控制器联动，可根据围岩压力变化精准控制让压启停，避免让压力波动大、无法匹配软岩流变特性的弊端。其次，采用真空吸附与锥形段推动吸能组件的机械配合，无需复杂精密加工，降低制造与维护成本，同时大幅提升大规模应用的可靠性。再次，锥形段持续推动吸能组件挤压孔壁，即使在较大位移后依然保持摩擦阻力，为支护系统提供稳定的后期承载能力。由此，本发明实施例的软岩巷道吸能让压锚杆有效解决了传统刚性锚杆破断失效及现有让压技术吸能容量有限、可控性差、成本高等问题，显著提升软岩巷道支护的长期稳定性与安全性。

1.一种软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，还包括密封圈（14），所述密封圈（14）套设于所述同径段（51），所述密封圈（14）的外周壁止抵于所述穿孔（201）的孔内壁。

3.根据权利要求1所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述第一弧形罩（2）具有朝向所述第二弧形罩（6）设置的第一端面，所述第二弧形罩（6）具有朝向所述第一弧形罩（2）设置的第二端面，所述第一端面和所述第二端面中的至少一者上设有密封垫。

4.根据权利要求1所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述吸能组件（10）包括多个摩擦块（1001）和移动柱（1002），多个所述摩擦块（1001）位于所述套筒（1）内且沿所述锥形段（52）的周向间隔布置，所述摩擦块（1001）在所述套筒（1）的径向上止抵于所述锥形段（52），所述套筒（1）的侧壁设有通孔（101），所述移动柱（1002）的第一端设于所述套筒（1）内且与所述摩擦块（1001）相连，所述移动柱（1002）的第二端通过所述通孔（101）伸出所述套筒（1）外。

5.根据权利要求4所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述摩擦块（1001）朝向所述锥形段（52）的侧面与所述锥形段（52）的外周轮廓适配。

6.根据权利要求5所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述摩擦块（1001）朝向所述锥形段（52）的侧面设有多个间隔布置的第一凸起，所述锥形段（52）的外壁面设有多个间隔布置的第二凸起。

7.根据权利要求4所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述吸能组件（10）还包括多个弧形板（1003），多个所述弧形板（1003）设于所述套筒（1）外且沿所述套筒（1）的周向间隔布置，多个所述弧形板（1003）与多个所述摩擦块（1001）一一对应，所述弧形板（1003）与对应的所述摩擦块（1001）上的移动柱（1002）相连，所述弧形板（1003）沿背离所述套筒（1）的方向凸出设置。

8.根据权利要求4所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述吸能组件（10）还包括弹簧（1004），所述弹簧（1004）套设于所述移动柱（1002）且位于所述套筒（1）内，所述弹簧（1004）的一端抵靠在所述套筒（1）的内壁，所述弹簧（1004）的另一端止抵于所述摩擦块（1001）。

9.根据权利要求1所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述托盘（3）包括平板（31）和第三弧形罩（32），所述第三弧形罩（32）设于所述平板（31）和所述紧固件（4）之间，所述压力传感器（13）设于所述平板（31）和所述第三弧形罩（32）之间。

10.根据权利要求1所述的软岩巷道吸能让压锚杆，其特征在于，所述抽气管（9）上设有单向阀（15）。