一种自钻式锚杆的支护结构的制作方法

1.本发明属于锚杆支护技术领域，具体涉及一种自钻式锚杆的支护结构。


背景技术：

2.锚杆是目前煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，它将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。自钻式锚杆是不用套管、钻杆就可以在破碎岩层、松散土层等软弱围岩中钻进和注浆的全螺纹杆体。可将钻进、注浆及锚固等功能一体化，具有施工方便、可靠、高效等特点。其杆体表面经过加工形成国际标准螺纹，可与钻机、锚杆台车、注浆机等标准凿岩工具进行可靠的连接。适用于地质条件复杂、松散、破碎、钻孔后极易塌孔的地质支护工程，大量地应用于围岩的超前支护、径向支护、边坡支护、基坑支护、巷道支护、土钉墙、拉背式锚杆挡墙等围岩支护工程。
3.现有的自钻式锚杆在进行钻孔后，注浆时浆体的压力会对锚杆起到一定的轴向推力使得锚杆固化时出现轴线滑移，影响固化的效果，从而降低支护的强度，因此，我们提出一种自钻式锚杆的支护结构。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自钻式锚杆的支护结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种自钻式锚杆的支护结构，包括锚杆和钻头，所述钻头设有两组并对称设置在锚杆的钻孔端，钻头的连接部收纳在锚杆端面开设的凹槽内与锚杆铰接，在钻头之间设有调节组件用以调节钻头之间的张角；
6.所述锚杆外圆周面径向开设有多个矩形通槽，所述矩形通槽与锚杆内部注浆孔贯穿，矩形通槽内收纳有棘杆用以堵住矩形通槽，所述棘杆靠近钻头的一端与矩形通槽铰接，所述棘杆靠近锚杆的注浆孔侧设有顶出机构，所述顶出机构用以将棘杆顶出矩形通槽内形成倒刺状。
7.作为本发明进一步的方案，所述调节组件包括连杆和连接滑块，所述连杆一端与钻头靠近锚杆轴线一端的侧面铰接，所述连杆的另一端与连接滑块端面铰接，所述连接滑块的外径与锚杆的注浆孔径一致，连接滑块与锚杆滑动连接。
8.作为本发明进一步的方案，所述连接滑块远离钻头侧端面设有推杆，所述推杆与锚杆同轴设置，所述推杆与连接滑块可拆卸连接，所述连接滑块端面上开设有多个注浆孔。
9.作为本发明进一步的方案，所述推杆远离连接滑块一端设有滑块，所述滑块两端收纳在锚杆端面轴向开设的滑槽内，所述滑块与滑槽滑动连接，所述锚杆远离钻头一端设有止浆塞，所述止浆塞与滑块可拆卸连接，止浆塞与锚杆端面通过螺栓紧固连接。
10.作为本发明进一步的方案，所述顶出机构包括限位杆，所述限位杆一端推杆上设置铰接座铰接，推杆与限位杆的铰接轴上设有扭转弹簧，扭转弹簧用以保持限位杆与推杆呈一定张角张开，所述棘杆靠近锚杆轴线一端侧面开设有卡槽，所述限位杆另一端插入卡
槽内当推杆轴向朝钻头端运动时将棘杆顶出至矩形通槽外侧。
11.作为本发明进一步的方案，所述铰接座远离钻头端设有挡块，所述挡块被配置用以限位限位杆的最大张角小于75
°
，且活动端朝向钻头端。
12.作为本发明进一步的方案，所述钻头钻刃端成螺旋状。
13.作为本发明进一步的方案，所述止浆塞靠近锚杆端的塞柱端外圆周侧套接有橡胶塞。
14.本发明的有益效果：有效避免孔内注浆压力过推动锚杆沿轴线运动从土层中退出，通过钻头的扩孔使得钻头起到一定的限位作用，限制锚杆的轴向运动，进一步的，棘杆展开呈倒刺状，可以起到相同的限位效果，具有良好的抓地力，提高了锚杆本体的支护效果。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明的整体结构示意图；
17.图2是图1的水平方向剖视图
18.图3是图1的竖直方向剖视图；
19.图4是本发明展开状态的水平剖视图；
20.图5是本发明的内部结构示意图；
21.图6是本发明的推杆的结构示意图；
22.图中：锚杆1、钻头2、棘杆3、止浆塞4、连杆5、连接滑块6、推杆7、限位杆8、注浆孔61、矩形通槽101、滑槽102、滑块71、螺纹孔72、铰接座73、挡块731、螺柱41、卡槽31。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1～6，本发明实施例中，一种自钻式锚杆的支护结构，包括锚杆1和钻头2，钻头2设有两组并对称设置在锚杆1的钻孔端，钻头2的连接部收纳在锚杆1端面开设的凹槽内与锚杆1铰接，在钻头2之间设有调节组件用以调节钻头2之间的张角；
25.锚杆1外圆周面径向开设有多个矩形通槽101，矩形通槽101与锚杆1内部注浆孔贯穿，矩形通槽101内收纳有棘杆3用以堵住矩形通槽101，棘杆3靠近钻头2的一端与矩形通槽101铰接，棘杆3靠近锚杆1的注浆孔侧设有顶出机构，顶出机构用以将棘杆3顶出矩形通槽101内形成倒刺状。
26.本是实施例以松软土质岩层的加强支护为例，如图1所示，施工时将锚杆1左端与转动驱动源固定连接，锚杆1外圆周侧开设有螺纹槽，此时，将钻头2之间的张角调小使得钻头2的钻孔孔径与锚杆1的外径一致，由于土层松软，如果钻孔孔径过大，容易造成土层崩
塌，同时孔径与锚杆1之间的间隙过大，影响锚杆1的支护效果，当锚杆1进入土层指定位置后，将钻头2之间的张角调大，使得钻头2的钻孔孔径大于锚杆1的外径，驱动锚杆1转动，从而带动钻头2进行原地扩孔，然后通过顶出机构将棘杆3顶出矩形通槽101外侧，使得棘杆3活动端插入孔壁内侧，然后通过锚杆1的注浆孔进行注浆固化，有效避免孔内注浆压力过推动锚杆1沿轴线运动从土层中退出，通过钻头2的扩孔使得钻头2起到一定的限位作用，限制锚杆1的轴向运动，进一步的，棘杆3展开呈倒刺状，可以起到相同的限位效果，具有良好的抓地力，提高了锚杆1本体的支护效果。
27.在一些实施例中，如图3所示，调节组件包括连杆5和连接滑块6，连杆5一端与钻头2靠近锚杆1轴线一端的侧面铰接，连杆5的另一端与连接滑块6端面铰接，连接滑块6的外径与锚杆1的注浆孔径一致，连接滑块6与锚杆1滑动连接，即通过推动连接滑块6沿锚杆1轴线运动，通过连杆5驱动钻头2收展，从而起到对钻头2之间张角的调节，进一步控制钻孔的孔径大小，进一步的，将连杆5与连接滑块6铰接的支座与连接滑块6设置成可拆卸连接，例如采用螺纹连接，当钻头2钻孔完毕后，可将连接滑块6与铰接支座分离将连接滑块6从锚杆1内取出，从而进行重复利用，节约成本。
28.进一步地，在连接滑块6远离钻头2侧端面设有推杆7，推杆7与锚杆1同轴设置，推杆7与连接滑块6可拆卸连接，连接滑块6端面上开设有多个注浆孔61，注浆孔61便于浆液流入钻头2端部的圆孔内，施工时通过推杆7控制连接滑块6的轴向移动调节。推杆7与连接滑块6采用卡槽榫卯连接或者螺纹连接，通过转动推杆7可将连接滑块6和推杆7分离。
29.具体地，如图3所示，在推杆7远离连接滑块6一端设有滑块71，滑块71两端收纳在锚杆1端面轴向开设的滑槽102内，滑块71与滑槽102滑动连接，锚杆1远离钻头2一端设有止浆塞4，止浆塞4与滑块71可拆卸连接，止浆塞4与锚杆1端面通过螺栓紧固连接，通过止浆塞4对推杆7进行固定限位，滑块71靠近止浆塞4端开设有螺纹孔72，止浆塞4靠近滑块71端设有配合螺纹孔72螺纹配合的螺柱41，即滑块71和止浆塞4通过螺纹连接，便于安装和拆卸。
30.在一些实施例中，如图2和5所示，顶出机构包括限位杆8，限位杆8一端与推杆7上设置铰接座73铰接，推杆7与限位杆8的铰接轴上设有扭转弹簧，扭转弹簧用以保持限位杆8与推杆7呈一定张角张开，棘杆3靠近锚杆1轴线一端侧面开设有卡槽31，限位杆8另一端插入卡槽31内当推杆7轴向朝钻头2端运动时将棘杆3顶出至矩形通槽101外侧，在进行安装时，将推杆7和限位杆8从锚杆1左端装入，当限位杆8进入进入矩形通槽101对应的位置时，限位杆8在扭转弹簧的作用下弹出，活动端卡进棘杆3的卡槽31内，如图2所示，当需要将棘杆3顶出时，即将推杆7向左移动，从而限位杆8推动棘杆3朝外侧展开当棘杆3完全插入孔壁后，如图4所示状态，可将推杆7朝右移动，使得滑块71脱出滑槽102内，转动推杆7使得推杆7与连接滑块6脱离，从而将推杆7和限位杆8回收重复利用，从而节约施工成本，减少耗材，同时操作方便，稳定可靠。
31.优选地，如图6所示，在铰接座73远离钻头2端设有挡块731，挡块731被配置用以限位限位杆8的最大张角小于75
°
，且活动端朝向钻头2端，即如图5所示。
32.优选地，将钻头2钻刃端成螺旋状，如果在钻孔时土层因为过于松软导致土层崩塌，可将锚杆1翻转将锚杆1从土层中取出，相比较现有的固定式广口钻头而言，便于取出，同时不会加剧土层的崩塌。
33.优选地，在止浆塞4靠近锚杆1端的塞柱端外圆周侧套接有橡胶塞，有效防止锚杆1
注浆孔的浆液溢出。
34.本发明的工作原理是：施工时将锚杆1左端与转动驱动源固定连接，锚杆1外圆周侧开设有螺纹槽，此时，将钻头2之间的张角调小使得钻头2的钻孔孔径与锚杆1的外径一致，当锚杆1进入土层指定位置后，通过推动连接滑块6沿锚杆1轴线运动，通过连杆5驱动钻头2收展，从而起到对钻头2之间张角的调节，进一步控制钻孔的孔径大小，将钻头2之间的张角调大，使得钻头2的钻孔孔径大于锚杆1的外径，驱动锚杆1转动，从而带动钻头2进行原地扩孔，然后通过顶出机构将棘杆3顶出矩形通槽101外侧，将推杆7向左移动，从而限位杆8推动棘杆3朝外侧展开当棘杆3完全插入孔壁后，即使得棘杆3活动端插入孔壁内侧，然后通过锚杆1的注浆孔进行注浆固化，有效避免孔内注浆压力过推动锚杆1沿轴线运动从土层中退出，通过钻头2的扩孔使得钻头2起到一定的限位作用，限制锚杆1的轴向运动，进一步的，棘杆3展开呈倒刺状，可以起到相同的限位效果，具有良好的抓地力，提高了锚杆1本体的支护效果。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系为为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。因此，从任意一处来说，都应将实施例看作是指导性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。