沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置

1.本实用新型涉及一种沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置。


背景技术：

2.锚索支护是矿山巷道、硐室、隧道等围岩的主要支护手段之一，我国在60年代开始利用锚索进行隧道、滑坡的支护和加固，现阶段在矿井巷道中大量使用钢绞线锚索对巷道围岩进行支护和补强加固。
3.但是由于矿井巷道埋深大，地质条件复杂，构造应力突出，导致巷道围岩受水平剪切应力的作用，特别是沿空掘进巷道，其受力条件较一般巷道更复杂。
4.巷道肩部是整个支护中受力最不利的位置，肩部锚索在水平构造应力及侧向支承压力的双重不对称作用下随着岩体的回转错动而移动，但是普通锚索垫板不能与锚索体的移动相协调，导致锚索锚固端与垫板产生挤压剪切，积累大量剪切变形能。由于锚索的抗剪能力弱，当剪切变形超过锚索抗剪强度时，锚索被剪断破坏，肩部锚索破坏后，肩部支护强度减小，肩部围岩首先发生破坏，进而巷道其他位置连锁破坏，最终整个巷道的支护失效。
5.2021.10.01公开的、公开号为cn 112412510 b的中国发明专利公开了一种大变形升阻抗剪切锚索及其施工方法。该发明通过增设置吸能柱、抗剪切套管、带肋托盘等结构实现抗剪切。结构复杂，成本高，安装复杂。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单，使用方便的沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置。
7.为解决上述技术问题，本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置包括垫板、锁箍和锁扣，所述垫板上开有通孔，配用锚索锚固在配用巷道肩部地层的锚孔中，其外端从所述垫板的通孔和所述锁箍中穿出，并被锁扣固定在所述锁箍上，其特征在于：其还包括圆柱形滚轴，该圆柱形滚轴中段设有一个平台，该平台上开有垂直通孔，配用锚索从该垂直通孔内穿过，所述锁箍压在所述平台上，且垂直通孔两侧的圆柱形滚轴的外圆周面压在所述垫板的外表面上。安装时，使圆柱形滚轴的轴心线垂直于配用巷道的竖直横截面。如此设计，当巷道肩部地层发生变形时，所述沿空巷道肩部锚索的圆柱形滚轴可在其垫板上发生小幅的转动，抵消地层变形，有效防止肩部锚索在垫板处发生折角或剪切，从而有效保护描索
8.作为优化，所述垂直通孔两端的口沿为圆弧面。如此设计，不易硌伤锚索。
9.作为优化，所述圆柱形滚轴的轴心线垂直于配用巷道的竖直横截面。如此设计，使用效果好。
10.作为优化，所述垫板为正方形板，其通孔为圆孔，且该圆孔的内直径≥配用锚索外直径的1.2倍。如此设计，便于制作、安装。
11.本实用新型沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置结构简单，使用方便，成本低，防折角、防剪切效果好，适合各种矿井沿空巷道使用。
附图说明
12.下面结合附图对本实用新型沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置作进一步说明：
13.图1是本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置的使用状态截面示意图（沿过锚索中心线的竖直平面剖切）；
14.图2是本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置的圆柱形滚轴的立体结构示意图；
15.图3是本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置的使用状态剖面结构示意图（沿过肩部锚索中心线且垂于圆柱形滚轴轴心线的竖直平面剖切）；
16.图4是本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置的使用状态剖面局部放大结构示意图（沿过肩部锚索中心线及圆柱形滚轴轴心线的平面剖切）。
17.图5是本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置的正常状态剖面结构示意图（沿过肩部锚索中心线且垂于圆柱形滚轴轴心线的竖直平面剖切）；
18.图6是本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置的地层变形状态剖面结构示意图（沿过肩部锚索中心线且垂于圆柱形滚轴轴心线的竖直平面剖切）。
19.图中：1为垫板、2为锁箍、3为锁扣、4为通孔、5为配用锚索、6为配用巷道、7为圆柱形滚轴、8为平台、9为垂直通孔、10为护帮锚索、11为护顶描索、12为圆角。
具体实施方式
20.实施方式一：如图1-4所示，本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置包括垫板1、锁箍2和锁扣3，所述垫板1上开有通孔4，配用锚索5锚固在配用巷道6肩部地层的锚孔中，其外端从所述垫板1的通孔4和所述锁箍2中穿出，并被锁扣3固定在所述锁箍2上，其特征在于：其还包括圆柱形滚轴7，该圆柱形滚轴7中段设有一个平台8，该平台8上开有垂直通孔9，配用锚索5从该垂直通孔9内穿过，所述锁箍2压在所述平台8上，且垂直通孔9两侧的圆柱形滚轴7的外圆周面压在所述垫板1的外表面上。
21.所述垂直通孔9两端的口沿为圆弧面（即垂直通孔9两端口沿即作圆角处理）。所述圆柱形滚轴7的轴心线垂直于配用巷道6的竖直横截面。
22.所述垫板1为正方形板，其通孔4为圆孔，且该圆孔4的内直径≥配用锚索5外直径的1.2倍。
23.安装及正常状态下，肩部锚索与周边地层结构关系如图5所示。当出现沿空巷道周边巷壁塌陷变形时，垫板1发生偏转，配用锚索5（即肩部锚索）基本不动，垫板1围绕所述圆柱形滚轴7的轴心线小范围偏转即可，如图6所示，此时肩部锚索在垫板处即不会产生折角，也不会受到剪切，大大提高了肩部锚索的强度和寿命，保证巷道有效支护。


技术特征：
1.一种沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置，包括垫板、锁箍和锁扣，所述垫板上开有通孔，配用锚索锚固在配用巷道肩部地层的锚孔中，其外端从所述垫板的通孔和所述锁箍中穿出，并被锁扣固定在所述锁箍上，其特征在于：其还包括圆柱形滚轴，该圆柱形滚轴中段设有一个平台，该平台上开有垂直通孔，配用锚索从该垂直通孔内穿过，所述锁箍压在所述平台上，且垂直通孔两侧的圆柱形滚轴的外圆周面压在所述垫板的外表面上。2.根据权利要求1所述的沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置，其特征在于：所述垂直通孔两端的口沿为圆弧面。3.根据权利要求1所述的沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置，其特征在于：所述圆柱形滚轴的轴心线垂直于配用巷道的竖直横截面。4.根据权利要求1所述的沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置，其特征在于：所述垫板为正方形板，其通孔为圆孔，且该圆孔的内直径≥配用锚索外直径的1.2倍。

技术总结
本实用新型涉及一种沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置。现有巷道肩部锚索不耐剪切，且地层变形时容易在垫板处产生折角。为此，本沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置包括垫板、锁箍和锁扣，其特征在于：其还包括圆柱形滚轴，该圆柱形滚轴中段设有一个平台，该平台上开有垂直通孔，配用锚索从该垂直通孔内穿过，所述锁箍压在所述平台上，且垂直通孔两侧的圆柱形滚轴的外圆周面压在所述垫板的外表面上。安装时，使圆柱形滚轴的轴心线垂直于配用巷道的竖直横截面。本实用新型沿空巷道肩部锚索防剪断专用紧固装置结构简单，使用方便，成本低，防折角、防剪切效果好，适合各种矿井沿空巷道使用。空巷道使用。空巷道使用。


技术研发人员：周钢 沈志平 王承来 刘小虎 赵春晓 马德鹏
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/6/27