傘狀固定架煤礦錨桿結(jié)構(gòu)分析

張繼周，王 浩

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院 ，江蘇 徐州 221011）

0 引 言

我國(guó)煤礦主要是地下開采,需要在井下開掘大量巷道,保持巷道暢通和圍巖穩(wěn)定對(duì)煤礦建設(shè)與安全生產(chǎn)具有重要意義。所以，在開掘巷道時(shí)，就需要采用科學(xué)的方法和合理的支護(hù)材料對(duì)巷道進(jìn)行有效的支護(hù)。

我囯煤礦巷道支護(hù)的主要形式有3種：砌碹支護(hù)、棚室支護(hù)、錨桿支護(hù)。相對(duì)來說，錨桿支護(hù)具有掘進(jìn)斷面小、支護(hù)成本低、施工工藝簡(jiǎn)單、有利于一次成巷和快速掘進(jìn)、可以緊跟工作面支護(hù)等優(yōu)點(diǎn),所以，錨桿支護(hù)是我國(guó)煤礦巷道支護(hù)的主要形式。錨桿支護(hù)又分為：錨網(wǎng)支護(hù)、錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)噴支護(hù)、錨網(wǎng)索支護(hù)四種主要形式，錨桿在這些支護(hù)形式當(dāng)中是必不可少的工具。

錨桿是一種安置在巷道圍巖體內(nèi)的桿狀錨栓體系。采用錨桿支護(hù)的巷道，其實(shí)就是在巷道掘進(jìn)后向圍巖中鉆錨桿眼，然后將錨桿安置在錨桿孔內(nèi)，對(duì)巷道圍巖進(jìn)行加固，以維護(hù)巷道的穩(wěn)定性。

1 傘狀固定架錨桿結(jié)構(gòu)特征

1.1 傘狀固定架錨桿總體結(jié)構(gòu)特征

其結(jié)構(gòu)包括錨桿桿體、鉆頭、墊板、止?jié){塞、以及傘狀固定架裝置。錨桿桿體包括內(nèi)桿和外桿。鉆頭焊接在外桿最左側(cè)，錨桿外桿左部桿體上設(shè)有螺紋部和鉆頭部，錨桿螺紋部與鉆頭部相連處設(shè)有墊板。錨桿止?jié){塞通過度固定板與墊板相連，錨桿內(nèi)桿為空心桿，內(nèi)部設(shè)有灌漿通道，錨桿灌漿通道將位于錨桿桿體最左側(cè)的灌漿口與設(shè)置在鉆頭部四周的出漿口相連。錨桿傘狀固定架裝置包括鉸鏈接在鉆頭尾部的固定上架，與固定上架位置相對(duì)的固定下架，以及位于內(nèi)桿與外桿間將固定上架和固定下架相連的鋼絲。傘狀固定架錨桿總體結(jié)構(gòu)特征與裝置功能結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 傘狀固定架錨桿結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 與傳統(tǒng)錨桿結(jié)構(gòu)相比有哪些改進(jìn)

傘狀固定架錨桿與傳統(tǒng)錨桿結(jié)構(gòu)相比在五個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)：

1）傘狀固定架錨桿鉆頭部的表面設(shè)有螺旋鉆紋，如圖2所示。

圖2 螺旋鉆紋的結(jié)構(gòu)示意圖

2）傘狀固定架錨桿固定上架和固定下架的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，凹槽與出漿口相匹配，如圖1（b）所示。

3）傘狀固定架錨桿固定上架和固定下架與鉆頭部間設(shè)有復(fù)位彈簧，鉆頭部上設(shè)有凹槽，復(fù)位彈簧可位于凹槽中，如圖1（b）所示。

4）傘狀固定架錨桿螺紋部上設(shè)有連接頭，連接頭為四通連接頭，如圖3所示。

5）傘狀固定架錨桿鉆頭為實(shí)心結(jié)構(gòu)，鉆頭頂端椎體的錐度為450。

圖3 連接頭結(jié)構(gòu)示意圖

2 煤礦支護(hù)錨桿技術(shù)分析

2.1 解決現(xiàn)有技術(shù)缺陷

傘狀固定架錨桿要解決的技術(shù)問題是提供一種煤礦支護(hù)錨桿以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的固定效果差、灌漿效果差的多項(xiàng)缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，傘狀固定架錨桿提供以下的技術(shù)方案：一種煤礦支護(hù)錨桿包括錨桿桿體、鉆頭、墊板、止?jié){塞、以及傘狀固定架裝置，錨桿桿體包括內(nèi)桿和外桿，鉆頭焊接在外桿最左側(cè)，外桿左部桿體上設(shè)有螺紋部和鉆頭部，螺紋部與鉆頭部相連處設(shè)有墊板，墊板右側(cè)設(shè)有止?jié){塞，內(nèi)桿為空心桿，內(nèi)部設(shè)有灌漿通道，灌漿通道將位于錨桿桿體最左側(cè)的灌漿口與設(shè)置在鉆頭部四周的出漿口相連，傘狀固定架裝置包括鉸鏈接在鉆頭尾部的固定上架，與固定上架位置相對(duì)的固定下架，以及位于內(nèi)桿與外桿間將固定上架和固定下架相連的鋼絲。

2.2 市場(chǎng)應(yīng)用前景

此種煤礦支護(hù)錨桿，鉆頭部的表面設(shè)有螺旋鉆紋，便于鉆進(jìn)，固定上架和固定下架的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，凹槽與出漿口相匹配，可以使固定上架和固定下架可以連接成為一整體，固定上架和固定下架與鉆頭部間設(shè)有復(fù)位彈簧，鉆頭部上設(shè)有凹槽，復(fù)位彈簧可位于凹槽中，有利于提高傘狀固定裝置的張力，螺紋部上設(shè)有連接頭，連接頭為四通連接頭，可以與周圍其他支護(hù)錨桿相連，鉆頭為實(shí)心結(jié)構(gòu)，鉆頭頂端椎體的錐度為45度，有利于鉆進(jìn)，該煤礦支護(hù)錨桿具有錨固效果、結(jié)構(gòu)精巧的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前。

3 傘狀固定架錨桿具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明傘狀固定架錨桿實(shí)施與操作方式：傘狀固定架錨桿包括錨桿桿體1、鉆頭2、墊板3、止?jié){塞4、以及傘狀固定架裝置5。錨桿桿體1包括內(nèi)桿6和外桿7。鉆頭2焊接在外桿7最左側(cè)。外桿7桿體上設(shè)有螺紋部8和鉆頭部9，螺紋部8與鉆頭部9相連處設(shè)有墊板3，墊板3右側(cè)設(shè)有固定板10，止?jié){塞4通過固定板10固定在墊板3上，可以通過墊板3在螺紋部8的移動(dòng)，來調(diào)節(jié)其位置，便于止?jié){。內(nèi)桿6為空心桿，內(nèi)部設(shè)有灌漿通道11，灌漿通道11將位于錨桿桿體1最左側(cè)的灌漿口12與設(shè)置在鉆頭部9四周的出漿口13相連，有利于從錨桿桿體1的內(nèi)部對(duì)鉆頭部9周圍均勻的灌注水泥砂漿。傘狀固定架裝置5包括鉸鏈接在鉆頭2尾部的固定上架14，與固定上架14位置相對(duì)的固定下架15，以及位于內(nèi)桿6與外桿7間將固定上架14和固定下架15相連的鋼絲16，可以通過鋼絲16來調(diào)節(jié)固定上架14和固定下架15的張合，增強(qiáng)錨固效果。鉆頭部9的表面設(shè)有螺旋鉆紋17，便于鉆進(jìn)，固定上架14和固定下架15的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽18。凹槽18與出漿口13相匹配，在鉆進(jìn)的時(shí)候，固定上架14和固定下架15可以緊密與鉆頭部9貼合。固定上架14和固定下架15與鉆頭部9間設(shè)有復(fù)位彈簧19。鉆頭部9上設(shè)有凹槽18。復(fù)位彈簧19可位于凹槽18中，有利于提高傘狀固定裝置5的張力。螺紋部8上設(shè)有連接頭20。連接頭20為四通連接頭，可以與周圍其他支護(hù)錨桿相連。鉆頭2為實(shí)心結(jié)構(gòu)，鉆頭2頂端椎體的錐度為45度，有利于鉆進(jìn)。

采用以上傘狀固定架錨桿實(shí)施與操作方式的有益效果是：由于傘狀固定架錨桿鉆頭部的表面設(shè)有螺旋鉆紋，便于鉆進(jìn)。傘狀固定架錨桿的固定上架和固定下架的內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽，凹槽與出漿口相匹配，可以使固定上架和固定下架可以連接成為一整體。傘狀固定架錨桿固定上架和固定下架與鉆頭部間設(shè)有復(fù)位彈簧，鉆頭部上設(shè)有凹槽，復(fù)位彈簧可位于凹槽中，有利于提高傘狀固定裝置的張力。傘狀固定架錨桿螺紋部上設(shè)有連接頭，連接頭為四通連接頭，可以與周圍其他支護(hù)錨桿相連，結(jié)構(gòu)緊湊合理。傘狀固定架錨桿鉆頭為實(shí)心結(jié)構(gòu)，鉆頭頂端椎體的錐度為450，有利于鉆進(jìn)。

4 結(jié) 語

總的來說，傘狀固定架錨桿具有錨固效果、結(jié)構(gòu)精巧的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離傘狀固定架錨桿創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。