一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆

一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆
【技术领域】
1.本技术涉及地下工程锚杆支护技术领域，尤其涉及一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆。


背景技术：

2.围岩变形量大，变形速率快，冲击地压发生次数增多，监测锚杆在监测过程中依靠自身支护强度进行支护的难度变得越来越高，监测锚杆支护失效的可能性越来越多，传统的检测锚杆进行数据监测时经常因为地压冲击导致锚杆突然失效而造成的监测数据失真。
3.现阶段测量围岩位移要用到深基点位移计，使用钻孔测量技术的深基点位移计虽然原理简单，操作方便，但是如果在测量时围岩突然发生冲击地压不仅测量结果可能会不准确，更是可能会发生安全事故。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，目的在于解决发生地压冲击时测量结果不准确的问题。
5.本发明由以下技术方案实现的：
6.一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，包括：
7.锚杆本体，其首端设有锚杆固定端头；
8.锚杆通孔，其设于所述锚杆本体内；
9.绳尺，其首端与所述锚杆固定端头固定连接，其末端通过所述锚杆通孔往所述锚杆本体外延伸；
10.抗冲击地压装置，其设于所述锚杆本体外周侧。
11.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，所述绳尺的零刻度线与所述锚杆通孔的末端孔口位置持平。
12.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，所述锚杆本体设有套在其外露段上的限位件，所述限位件通过固定件与所述锚杆本体固定连接。
13.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，所述锚杆固定端头包括自锚杆本体的首端向锚杆本体的末端延伸的固定钩爪。
14.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，在所述锚杆本体上沿其轴向分布有多个所述抗冲击地压装置，所述抗冲击地压装置包括多个环绕设置在所述锚杆本体外周侧的抗冲击单元，所述抗冲击单元包括相对设置以形成安装槽的两个挡板、设于安装槽内侧两端的缓冲部、设于两个所述缓冲部之间的承压基座和与所述承压基座配合连接的抗冲击板，所述抗冲击板通过沿锚杆本体的径向移动以挤压所述承压基座，使所述承压基座沿锚杆本体的轴向挤压所述缓冲部。
15.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，所述抗冲击板内侧设有挤压端，所述承压基座内设有用于供所述挤压端沿所述锚杆本体径向移动的承压槽。
16.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，所述承压槽包括沿所述锚杆本体径向分布的多个单元孔，两相邻的单元孔相连通，所述单元孔包括环形斜面和设于所述环形斜面端部的圆形通孔，所述环形斜面形成的内腔内径沿锚杆本体的径向自外向内逐渐减小。
17.一种应用高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
18.步骤s1:在待支护岩体内打锚孔，锚孔长度小于待安装锚杆的整体长度，锚孔直径大于锚杆上安装的抗冲击地压装置的外径长度；
19.步骤s2:在锚孔中放入锚固剂，将准备好的锚杆整体放入锚孔中；
20.步骤s3:通过锚杆安装机将锚杆本体压入锚孔，锚固剂受挤压均匀搅拌并充满锚孔，待其凝固后再拧紧螺母施加一定的预紧力固定锚杆外露段。
21.步骤s4:观测锚杆上绳尺与锚杆通孔的末端出口处齐平部位的读数以判断初始围岩移动距离。
22.步骤s5:一定时间后，再次观测锚杆上绳尺与锚杆通孔的末端出口处齐平部位的读数，将新测量到的读数减去初次测量时得到的读数即可确认围岩当前状态下的移动距离。
23.如上所述一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆的施工方法，步骤s4中，所述的绳尺从零刻度起向锚杆本体外延伸的部分刻度为正刻度，向所述锚杆通孔内延伸的部分刻度为负刻度。
24.与现有技术相比，本技术有如下优点：
25.1、本发明通过抗冲击地压装置解决了普通锚杆在易变形岩体的支护过程中容易失效，容易因为冲击地压过大导致锚杆剪切断裂等问题。
26.2、本发明通过锚杆通孔末端在绳尺上显示的不同读数来解决易变形围岩的锚固和围岩位移的测量问题，可在岩体发生位移时保持锚杆存在不同阻力的延伸，并对围岩的位移进行测量，且对于冲击地压过大的围岩有较好的缓冲作用。
27.3、本发明结构简单，便于使用和操作，测量结果可靠，可以做到单锚杆测量围岩位移。
【附图说明】
28.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
29.图1是本发明的整体结构示意图；
30.图2是本发明的抗冲击地压转置的结构示意图；
31.图3是本发明的测量装置的结构示意图；
32.图4是本发明的锚杆固定端的结构示意图；
33.图5是图2中抗冲击地压转置a-a面的剖视图；
34.图6是图2中抗冲击地压转置b-b面的剖视图；
35.图7是图2中抗冲击地压转置c-c面的剖视图。
【具体实施方式】
36.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
37.当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.如图1-7所示，一种具有高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆，其特征在于，包括：
40.锚杆本体1，其首端设有锚杆固定端头2；
41.锚杆通孔3，其设于所述锚杆本体1内；
42.绳尺4，其首端与所述锚杆固定端头2固定连接，其末端通过所述锚杆通孔3往所述锚杆本体1外延伸；
43.抗冲击地压装置5，其设于所述锚杆本体1外周侧。
44.在本实施例中，本发明研究了软弱易变形围岩的锚固技术和相关领域的技术成就，解决了普通锚杆在易变形岩体的支护过程中容易失效，容易因为冲击地压过大导致锚杆剪切断裂等问题，而且本发明结构简单，便于使用和操作，测量结果可靠，可以做到单锚杆测量围岩位移。
45.进一步地，所述绳尺4的零刻度线与所述锚杆通孔3的末端孔口位置持平，在本实施例中，绳尺的零刻度线和锚杆通孔的末端都在所述锚杆本体的外露段，易于测量人员进行测量，而且零刻度线和末端孔口位置持平的构造简单，易于测量人员进行读数测量。
46.进一步地，所述锚杆本体1设有套在其外露段上的限位件6，所述限位件6通过固定件7与所述锚杆本体固定连接，在本实施例中，所述限位件6能够将所述锚杆本体1预紧固定在围岩上，使装置不发生偏移，易于测量人员的测量。
47.进一步地，所述锚杆固定端头2包括自锚杆本体1的首端向锚杆本体1的末端延伸的固定钩爪8，在本实施例中，所述固定钩爪8的可以使所述锚杆本体1在受到拉力时，锚杆首端会有很强的抗拉性，在所述锚固剂和所述固定钩爪8的作用下可以极大的保证锚杆首端的位置保持不变。
48.进一步地，在所述锚杆本体1上沿其轴向分布有多个所述抗冲击地压装置5，所述抗冲击地压装置5包括多个环绕设置在所述锚杆本体1外周侧的抗冲击单元9，所述抗冲击单元9包括相对设置以形成安装槽902的两个挡板901、设于安装槽902内侧两端的缓冲部903、设于两个所述缓冲部903之间的承压基座904和与所述承压基座904配合连接的抗冲击板905，所述抗冲击板905通过沿锚杆本体1的径向移动以挤压所述承压基座904，使所述承压基座904沿锚杆本体1的轴向挤压所述缓冲部903，在本实施例中，由于抗冲击板905施加压力的作用，所述承压基座904通过所述缓冲部903的缓冲作用与所述挡板901之间相互挤
压，从而产生巨大的缓冲力，缓冲力反向作用于所述承压基座904，进而抵消因为围岩位移而产生的巨大冲击地应力。
49.进一步地，所述抗冲击板905内侧设有挤压端906，所述承压基座904内设有用于供所述挤压端906沿所述锚杆本体1径向移动的承压槽907，在本实施例中，所述承压槽907可以承受围岩对所述抗冲击板的冲击作用，具有良好的缓冲作用。
50.进一步地，所述承压槽907包括沿所述锚杆本体1径向分布的多个单元孔908，两相邻的所述单元孔908相连通，所述单元孔908包括环形斜面909和设于所述环形斜面909端部的圆形通孔910，所述环形斜面909形成的内腔内径沿锚杆本体1的径向自外向内逐渐减小，在本实施例中，三个互相连通的所述单元孔908为梯体凹槽，所述挤压端906同为梯体端，每一个所述梯体凹槽都大于所述梯体端906的大小，所述梯体端能906够正好放入所述梯体凹槽内，当受到冲击力时，所述梯体端906会从所述承压基座904内的第一个梯体凹槽向第二个梯体凹槽移动，当冲击力足够大时，第二个梯体凹槽会向第三个梯体凹槽移动。
51.在本实施例中还有一种应用高强抗冲击地压特性的围岩变形监测锚杆的施工方法，包括如下步骤：
52.步骤s1:在待支护岩体内打锚孔3，锚孔长度小于待安装锚杆本体1的整体长度，锚孔直径大于锚杆本体1上安装的抗冲击地压装置5的外径长度；
53.步骤s2:在锚孔中放入锚固剂，将准备好的锚杆本体1整体放入锚孔中；
54.步骤s3:通过锚杆安装机将锚杆本体压入锚孔，锚固剂受挤压均匀搅拌并充满锚孔，待其凝固后再拧紧螺母施加一定的预紧力固定锚杆外露段。
55.步骤s4:观测锚杆本体1上绳尺4与锚杆通孔3的末端出口处齐平部位的读数以判断初始围岩移动距离。
56.步骤s5:一定时间后，再次观测锚杆本体1上绳尺4与锚杆通孔3的末端出口处齐平部位的读数，将新测量到的读数减去初次测量时得到的读数即可确认围岩当前状态下的移动距离。
57.在本实施例中，锚杆通孔末端在绳尺上显示的不同读数来解决易变形围岩的锚固和围岩位移的测量问题，可在岩体发生位移时保持锚杆存在不同阻力的延伸，并对围岩的位移进行测量，且对于冲击地压过大的围岩有较好的缓冲作用。
58.进一步地，步骤s4中，所述的绳尺4从零刻度起向锚杆本体外延伸的部分刻度为正刻度，向所述锚杆通孔3内延伸的部分刻度为负刻度。
59.工作原理：
60.本发明在巷道中运用时，当围岩发生位移产生较大的冲击地压超出锚杆本身所能承受的范围时，锚杆上的抗冲击地压装置会发挥作用抵消围岩位移所产生的冲击地压。如果围岩位移逐步增大，抗冲击地压装置产生的缓冲力也会逐步增大从进一步抵消围岩位移产生的冲击地压。而围岩发生的变形也可通过变形前后在锚杆本体上的绳尺读数来进行准确测量。
61.如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本技术的具体实施只局限于这些说明。凡与本技术的方法、结构等近似、雷同，或是对于本技术构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本技术的保护范围。