一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构的制作方法

1.本实用新型属于锚杆支护领域，具体涉及一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构。


背景技术：

2.目前，各种边坡及井筒、井下煤矿巷道支护中应用的锚杆截面大多为圆形，与锚固剂和周围岩体的接触面积较小，不利于充分发挥周围岩体对锚杆的摩擦阻力。
3.另外，现有的锚杆托盘大部分为一个中心带有锚杆孔的托盘钢板(方形钢板或圆形钢板)。随着煤炭资源开发殆尽，矿井开采深度逐年增加，深部巷道面临地应力大、围岩裂隙发育等问题，因此提高锚杆支护强度是解决深部巷道围岩控制问题的途径之一。但是现有高强锚杆的结构设计常依据普通锚杆、锚索的尺寸，仅通过加大杆体强度和锚杆、锚索托盘面积进行，这常造成因托盘强度不足而发生托盘弯曲变形，进而影响锚杆、锚索的整体支护效果，严重的可能引起巷道安全事故。因此，有人提出在托盘钢板上冲压上半球壳状，来提高托盘强度。虽然托盘强度得到提高，但托盘与岩面的接触面积减小，增加了锚杆孔口岩面的压强，使岩面或煤体容易压坏，影响锚杆的整体支护效果。因此需要一种既能提高托盘的强度，又能增大托盘与岩面的接触面积的锚杆托盘。
4.基于上述问题，我们提出一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，包括锚杆、托盘、螺母、垫圈。锚杆分为锚固段和自由段，锚固段表面有突起的加强肋，自由段表面具有外螺纹，锚固段的一端与自由段的一端在轴向上为固定连接；托盘分为托盘钢板凸体壳，凸体壳位于托盘钢板中心处，托盘的中心处有开孔，锚杆自由段可穿过托盘中心的开孔，垫圈穿过锚杆自由段设置在托盘的外侧，垫圈外侧设置有螺母，锚杆自由段放入垫圈后通过螺母将托盘紧固在岩体层上。
8.优选的，锚杆杆体截面为梅花状或齿轮状，有3-15个凸起。锚杆杆体表面的加强肋凸起高度为5mm-20mm。
9.优选的，锚杆的锚固段为螺旋型或直线型，即凸起的加强肋为螺旋形或直线型。
10.优选的，锚杆的锚固段的公称直径为25mm-60mm。
11.优选的，托盘钢板为圆形、正方形或正多边形，圆形时直径为120-550mm，正方形时边长为120-155mm，正多边形时外接圆直径为130-550mm。
12.优选的，托盘钢板厚度范围为6-30mm。
13.优选的，托盘钢板上有梅花状或齿轮状的凸体壳，凸体壳有3-15个抓肋。
14.优选的，凸体壳的中心高度为25-100mm，托盘中心开孔直径为20-60mm。
15.本实用新型与现有技术相比有以下效果：
16.1.锚杆杆体截面梅花状或齿轮状，表面有凸起的加强肋。通过改变锚杆截面的形状，在等截面积的情况下，增加锚杆杆体周长，提高锚固体侧阻力值，或计算锚固体侧阻力值相等的情况下，减少了锚杆体截面积；在满足相同锚固力的情况下，则减少了锚杆长度。
17.2.托盘与平面形锚杆托盘相比，在托盘钢板上设置外形为梅花状或齿轮状凸体壳，相当于加强筋作用，提高了托盘整体强度，解决了托盘主体弯曲变形的问题；与半球壳状锚杆、锚索托盘相比，不但托盘强度提高，而且增加了托盘与岩面的接触面积，减小了孔口岩面的压强，保证岩面不被压坏，使托盘能够更好的满足高强锚杆、锚索支护匹配的要求，提高了巷道的整体支护效果。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为锚杆结构示意图；
20.图3为锚杆锚固段截面示意图；
21.图4为托盘俯视图；
22.图5为托盘截面图。
23.图中：1、锚杆；2、托盘；3、螺母；4、岩体层5、垫圈；6、锚杆孔； 7、锚固剂层；11、锚固段；12、自由段；21、托盘钢板；22、凸体壳。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1-5，本实用新型提供以下两种技术方案：
26.实施例1
27.一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，包括锚杆1、托盘2、螺母3、岩体层4、垫圈5、锚杆孔6和锚固剂层7，岩体层6内部开设有锚杆孔6；锚杆1固定安装在锚杆孔6内部；锚杆1的自由段12的一端与锚固段11的一端在轴向上固定连接；锚杆自由段12穿过托盘2，垫上垫圈5后通过螺母 3进行紧固；锚杆1的锚固段11表面有多条凸起的加强肋；锚杆孔6与锚杆 1之间的间隙填充有锚固剂层7。
28.进一步地，锚杆1的锚固段11公称直径为28mm，截面为齿轮状，锚杆1 的自由段12公称直径为20mm。
29.进一步地，锚杆锚固段11加强肋为螺旋形，数量为8。
30.进一步地，托盘钢板21为正方形，厚度为20mm，凸体壳22中心高度为 25mm。
31.进一步地，托盘抓肋为齿轮状，抓肋数量为8.
32.实施例2
33.一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，包括锚杆1、托盘2、螺母3、岩体层4、垫圈5、锚杆孔6和锚固剂层7，岩体层6内部开设有锚杆孔6；锚杆1固定安装在锚杆孔6内部；锚杆
1的自由段12的一端与锚固段11的一端在轴向上固定连接；锚杆自由段12穿过托盘2，垫上垫圈5后通过螺母 3进行紧固；锚杆1的锚固段11表面有多条凸起的加强肋；锚杆孔6与锚杆 1之间的间隙填充有锚固剂层7。
34.进一步地，锚杆1的锚固段11公称直径为40mm，截面为梅花状，锚杆1 的自由段12公称直径为30mm。
35.进一步地，锚杆锚固段11加强肋为直线型，数量为10。
36.进一步地，托盘钢板21为圆形，厚度为40mm，凸体壳22中心高度为30mm。
37.进一步地，托盘抓肋为梅花状，抓肋数量为8.
38.以上实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：同长度等截面积的梅花状锚杆相对于常规圆形锚杆提高了轴向受拉承载力，减少了锚杆根数；在锚杆轴向受拉承载力相同的情况下，减少锚杆长度，减小锚杆截面积，降低单根锚杆的造价。托盘与平面形锚杆托盘相比，在托盘钢板上设置梅花状凸体壳，相当于加强筋作用，提高了托盘整体强度，解决了托盘主体弯曲变形的问题；与半球壳状锚杆、锚索托盘相比，不但托盘强度提高，而且增加了托盘与岩面的接触面积，减小了孔口岩面的压强，保证岩面不被压坏，使托盘能够更好的满足高强锚杆、锚索支护匹配的要求，提高了巷道的整体支护效果。
39.以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，包括锚杆(1)、托盘(2)、螺母(3)和垫圈(5)，其特征在于：所述锚杆(1)分为锚固段(11)和自由段(12)，锚固段(11)与自由段(12)为一体结构，锚固段(11)表面有多条凸起的加强肋，自由段(12)表面具有外螺纹；托盘(2)分为托盘钢板(21)凸体壳(22)，凸体壳(22)位于托盘钢板(21)中心处，托盘(2)的中心处有开孔，锚杆自由段(12)穿过托盘(2)中心的开孔，垫圈(5)穿过锚杆自由段(12)设置在托盘(2)的外侧，垫圈(5)外侧设置有螺母(3)，锚杆自由段(12)放入垫圈(5)后通过螺母(3)将托盘(2)紧固在岩体层上。2.根据权利要求1所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：锚杆(1)的锚固段(11)截面外形为梅花状或齿轮状，有3-15个凸起，即锚杆(1)的锚固段(11)有3-15条加强肋。3.根据权利要求1所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：锚杆(1)的锚固段(11)为螺旋型或直线型，即凸起的加强肋为螺旋型或直线型。4.根据权利要求1所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：锚杆(1)的锚固段(11)的公称直径为25mm-60mm。5.根据权利要求2所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：所述托盘钢板(21)的梅花状或齿轮状的凸体壳有3-15个抓肋。6.根据权利要求1所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：托盘钢板(21)为圆形或正多边形，圆形时直径为120-550mm，正多边形时外接圆直径为130-550mm。7.根据权利要求1所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：托盘钢板(21)厚度范围为6-30mm。8.根据权利要求1所述的一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，其特征在于：凸体壳的中心高度为25-100mm，托盘中心开孔直径为20-60mm。

技术总结
一种带加强肋的高侧阻力锚杆支护结构，它由锚杆（1）、托盘（2）、螺母（3）和垫圈（5）组成，锚杆（1）分为锚固段（11）和自由段（12），锚固段（11）与自由段（12）为一体结构，锚固段（11）表面有凸起的加强肋，自由段（12）表面具有外螺纹，托盘（2）的中心处有开孔，锚杆自由段（12）可穿过托盘（2）中心的开孔，放入垫圈（5）后经螺母（3）紧固，以提高锚杆的预紧力。本实用新型能有效提高锚杆的锚固力，且托盘经过加强，不易发生弯曲变形。生弯曲变形。生弯曲变形。


技术研发人员：宋立平
受保护的技术使用者：宋立平
技术研发日：2021.04.07
技术公布日：2022/3/4