可伸缩锚杆及支护系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿井巷道防护装置的技术领域，具体而言，涉及一种可伸缩锚杆及支护系统。

背景技术：

2.矿井巷道内，通常采用锚杆对围岩进行锚固，以对巷道内的人员和设备起到防护作用。围岩具有张拉变形、挤压变形等多种形式的变形，但是，现有技术中传统的锚杆的适应能力差，在受到拉力或横向挤压时均容易损坏，对不同特性岩体的适用范围小。

技术实现要素：

3.本实用新型的第一个目的在于提供一种可伸缩锚杆，以解决现有技术中存在的锚杆对岩体的变形适应能力差，从而适用范围小的技术问题。
4.本实用新型提供的可伸缩锚杆，包括杆体、套筒以及弹性件，所述套筒套设于所述杆体外，所述弹性件位于所述套筒内且固定设置于所述杆体的内端面与所述套筒的底壁之间。
5.本实用新型提供的可伸缩锚杆，能够产生以下有益效果：
6.本实用新型提供的可伸缩锚杆，使用时，当岩体发生张拉变形时，在岩体的作用下，套筒和杆体能够朝远离彼此的方向滑移，使整个锚杆伸长，从而锚杆能够对变形后的岩体继续起到锚固作用，而弹性件在此过程中能够持续提供预紧力；当岩体发生横向挤压变形时，或伸长的锚杆受到的张拉变形力变小后，在岩体及弹性件的共同作用下，套筒和杆体之间能够相向滑移，使整个锚杆缩短，从而能够有效避免锚杆在应力作用下折断、变形等情况的发生。即，本实用新型提供的可伸缩锚杆，通过伸缩能够适应岩体的张拉变形和横向挤压变形等不同形式的变形，适用范围广且不易损坏。
7.进一步地，所述杆体的内端部设置有第一限位部，所述套筒的外端部设置有第二限位部，当所述可伸缩锚杆伸长至最长时，所述第一限位部与所述第二限位部能够相抵。
8.该技术方案下，第一限位部和第二限位部能够有效防止套筒与杆体分离，从而能够延长该可伸缩锚杆的使用寿命，保证锚固效果。
9.进一步地，所述第一限位部为与所述杆体同轴的圆板，所述第二限位部为与所述套筒同轴的圆环。
10.该技术方案下，当可伸缩锚杆延长至最长时，圆板与圆环相抵，两者的接触面积比较大，两者之间的位置关系比较稳定。
11.进一步地，所述套筒的内侧壁设置有多个第一凸起，所述第一凸起具有朝向所述第二限位部的第一斜面和朝向所述套筒的底壁的第二斜面；
12.所述可伸缩锚杆伸长时，所述第一限位部与所述第二斜面能够在第一预设阻力范围内相抵；所述可伸缩锚杆缩短时，所述第一限位部与所述第一斜面能够在第二预设阻力范围内相抵。
13.该技术方案下，当岩体的拉力能够克服第一限位部与第二斜面之间的阻力以及弹性件的预紧力时，杆体和套筒产生滑移使锚杆整体伸长；当岩体的挤压力和弹性件的拉力能够克服第一限位部与第一斜面之间的阻力时，杆体和套筒产生滑移使锚杆整体缩短。
14.进一步地，所述第一凸起呈环状。
15.该技术方案下，第一凸起的结构强度大，当环状的第一凸起与作为第一限位部的圆板的边缘相抵时，第一凸起和第一限位部在整个周向上均接触，接触面积大，两者所受的应力小，所以均不易损坏。
16.可选地，所述杆体的外侧壁设置有多个第二凸起，所述第二凸起具有朝向所述杆体的外端部的第三斜面和朝向所述杆体的内端部的第四斜面；
17.所述可伸缩锚杆伸长时，所述第二限位部与所述第三斜面能够在第一预设阻力范围内相抵；所述可伸缩锚杆缩短时，所述第二限位部与所述第四斜面能够在第二预设阻力范围内相抵。
18.该技术方案下，当岩体的拉力能够克服第二限位部与第三斜面之间的阻力以及弹性件的预紧力时，杆体和套筒产生滑移使锚杆整体伸长；当岩体的挤压力和弹性件的拉力能够克服第二限位部与第四斜面之间的阻力时，杆体和套筒产生滑移使锚杆整体缩短。
19.进一步地，所述第一预设阻力大于等于70％的锚固力且小于80％的锚固力，所述第二预设阻力大于等于10％的锚固力且小于20％的锚固力。
20.该技术方案下，该可伸缩锚杆伸长与缩短时，其两端均与岩体锚固牢固，且该可伸缩锚杆对岩体的张拉变形限制作用更大，能够有效减小岩体的张拉变形以及减少裂隙的产生。
21.进一步地，所述弹性件为恒阻弹簧。
22.进一步地，所述恒阻弹簧的恒阻拉力为20％的锚固力。
23.该技术方案下，当伸长的锚杆受到的张拉变形力变小时，在弹性件的作用下，锚杆可以收缩。
24.进一步地，所述可伸缩锚杆还包括托盘和螺母，所述杆体的外端部设置有与所述螺母匹配的外螺纹，所述托盘设置有与所述杆体匹配的通孔，所述托盘和所述螺母依次穿入所述杆体的外端部后，能够将所述杆体的外端部紧固于岩体。
25.本实用新型的第二个目的在于提供一种支护系统，以解决现有技术中存在的锚杆对岩体的变形适应能力差，从而适用范围小的技术问题。
26.本实用新型提供的支护系统，包括多个所述的可伸缩锚杆。
27.本实用新型提供的支护系统，具有上述的可伸缩锚杆的全部优点，故在此不再赘述。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型实施例提供的可伸缩锚杆的结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的可伸缩锚杆的分解结构示意图；
31.图3为本实用新型实施例提供的可伸缩锚杆的使用场景的截面示意图；
32.图4为本实用新型实施例提供的可伸缩锚杆使用时的第一场景示意图；
33.图5为本实用新型实施例提供的可伸缩锚杆使用时的第二场景示意图。
34.附图标记说明：
35.100-杆体；110-第一限位部；
36.200-套筒；210-第二限位部；220-第一凸起；221-第一斜面；222-第二斜面；
37.300-弹性件；
38.410-托盘；420-螺母；
39.500-岩体；510-钻孔；520-裂隙；
40.600-锚固体。
具体实施方式
41.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.本实施例提供一种可伸缩锚杆，如图1和图2所示，该可伸缩锚杆包括杆体100、套筒200以及弹性件300，套筒200套设于杆体100外，弹性件300位于套筒200内且固定设置于杆体100的内端面与套筒200的底壁之间。
43.此处，需要说明的是，本技术中，“外端部”是指杆体100和套筒200使用时靠近钻孔510的端口的端部，“内端部”是指杆体100和套筒200使用时远离钻孔510的端口的端部，“杆体100的内端面”是指杆体100使用时远离钻孔510的端口的端面。
44.本实施例提供的可伸缩锚杆，使用时，当岩体500发生张拉变形时，在岩体500的作用下，套筒200和杆体100能够朝远离彼此的方向滑移，使整个锚杆伸长，从而锚杆能够对变形后的岩体500继续起到锚固作用，而弹性件300在此过程中能够持续提供预紧力；当岩体500发生横向挤压变形时，在岩体500及弹性件300的共同作用下，或伸长的锚杆受到的张拉变形力变小后，套筒200和杆体100之间能够相向滑移，使整个锚杆缩短，从而能够有效避免锚杆在应力作用下折断、变形等情况的发生。即，本实施例提供的可伸缩锚杆，通过伸缩能够适应岩体500的张拉变形和横向挤压变形等不同形式的变形，适用范围广且不易损坏。
45.具体地，本实施例中，当该可伸缩锚杆处于初始状态即刚安装好时，弹性件300处于拉伸状态。
46.具体地，本实施例中，如图1和图2所示，杆体100的内端部设置有第一限位部110，套筒200的外端部设置有第二限位部210，当可伸缩锚杆伸长至最长时，第一限位部110与第二限位部210能够相抵。如此设置，第一限位部110和第二限位部210能够有效防止套筒200与杆体100分离，从而能够延长该可伸缩锚杆的使用寿命，保证锚固效果。
47.具体地，本实施例中，第一限位部110可以为与杆体100同轴的圆板，第二限位部210可以为与套筒200同轴的圆环。此种设置形式下，当可伸缩锚杆延长至最长时，圆板与圆环相抵，两者的接触面积比较大，两者之间的位置关系比较稳定。
48.具体地，本实施例中，套筒200的内侧壁设置有多个第一凸起220，第一凸起220具
有朝向第二限位部210的第一斜面221和朝向套筒200的底壁的第二斜面222；可伸缩锚杆伸长时，第一限位部110与第二斜面222能够在第一预设阻力范围内相抵；可伸缩锚杆缩短时，第一限位部110与第一斜面221能够在第二预设阻力范围内相抵。此种设置形式下，当岩体500的拉力能够克服第一限位部110与第二斜面222之间的阻力以及弹性件300的预紧力时，杆体100和套筒200产生滑移使锚杆整体伸长；当岩体500的挤压力和弹性件300的拉力能够克服第一限位部110与第一斜面221之间的阻力时，杆体100和套筒200产生滑移使锚杆整体缩短。
49.需要说明的是，在本技术的其他实施例中，不限于套筒200的内侧壁设置有第一凸起220的结构形式，而是还可以采取以下结构形式：杆体100的外侧壁设置有多个第二凸起，第二凸起具有朝向杆体100的外端部的第三斜面和朝向杆体100的内端部的第四斜面；可伸缩锚杆伸长时，第二限位部210与第三斜面能够在第一预设阻力范围内相抵；可伸缩锚杆缩短时，第二限位部210与第四斜面能够在第二预设阻力范围内相抵。此种设置形式下，当岩体500的拉力能够克服第二限位部210与第三斜面之间的阻力以及弹性件300的预紧力时，杆体100和套筒200产生滑移使锚杆整体伸长；当岩体500的挤压力和弹性件300的拉力能够克服第二限位部210与第四斜面之间的阻力时，杆体100和套筒200产生滑移使锚杆整体缩短。
50.具体地，本实施例中，第一凸起220呈环状。如此设置，第一凸起220的结构强度大，当环状的第一凸起220与作为第一限位部110的圆板的边缘相抵时，第一凸起220和第一限位部110在整个周向上均接触，接触面积大，两者所受的应力小，所以均不易损坏。
51.需要说明的是，在本技术的其他实施例中，第一凸起220还可以为瓣状，即，沿套筒200的内侧壁的周向，第一凸起220可以包括多个限位瓣，优选地，多个限位瓣可以沿套筒200的内侧壁的周向均匀设置。
52.具体地，本实施例中，第一预设阻力大于等于70％的锚固力且小于80％的锚固力，第二预设阻力大于等于10％的锚固力且小于20％的锚固力。此种设置形式下，该可伸缩锚杆伸长与缩短时，其两端均与岩体500锚固牢固，且该可伸缩锚杆对岩体500的张拉变形限制作用更大，能够有效减小岩体500的张拉变形以及减少裂隙520的产生。
53.具体地，本实施例中，弹性件300为恒阻弹簧。优选地，恒阻弹簧为高强度恒阻弹簧。
54.更具体地，本实施例中，高强度恒阻弹簧的恒阻拉力为20％的锚固力。如此设置，当伸长的锚杆受到的张拉变形力变小时，在弹性件300的作用下，锚杆可以收缩。
55.具体地，本实施例中，可伸缩锚杆还包括托盘410和螺母420，杆体100的外端部设置有与螺母420匹配的外螺纹，托盘410设置有与杆体100匹配的通孔，托盘410和螺母420依次穿入杆体100的外端部后，能够将杆体100的外端部紧固于岩体500。
56.综上，本实施例提供的可伸缩锚杆，用于矿井巷道岩体500的支护，如图3和图4所示，使用时，可以按以下步骤进行施工：首先，在巷道岩体500上钻孔，并使钻孔510的直径与套筒200的外径匹配；然后，将组装好的杆体100、套筒200和弹性件300的整体伸入钻孔510内，并使用锚固剂等将套筒200的内端部锚固于岩体500，图4和图5中的锚固体600即为锚固剂凝固之后形成；最后，从杆体100的外端部依次将托盘410和螺母420套入杆体100，并拧紧螺母420即可。
57.而当可伸缩锚杆的两端均固定后，锚杆即对岩体500起到锚固作用。若岩体500发生张拉变形破坏，由于杆体100与套筒200的组合作用，可在岩体500变形形成裂隙520的过程中持续提供预紧力，并在变形后仍保持较大锚固力。而且，若该可伸缩锚杆发生变形后，形变量在高强度恒阻弹簧的变形极限范围内，杆体100和套筒200均可受到高强度恒阻弹簧的拉力；当岩体500发生横向挤压变形而应力条件发生改变时，在岩体500和高强度恒阻弹簧的共同作用下，可伸缩锚杆是可以发生复位或部分复位的，即通过伸缩能够适应张拉或横向挤压等不同形式的变形，适用范围广，同时不易损坏。
58.本实施例还提供一种支护系统，包括多个上述的可伸缩锚杆。该支护系统，具有上述的可伸缩锚杆的全部优点，故在此不再赘述。
59.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种可伸缩锚杆，其特征在于，包括杆体(100)、套筒(200)以及弹性件(300)，所述套筒(200)套设于所述杆体(100)外，所述弹性件(300)位于所述套筒(200)内且固定设置于所述杆体(100)的内端面与所述套筒(200)的底壁之间。2.根据权利要求1所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述杆体(100)的内端部设置有第一限位部(110)，所述套筒(200)的外端部设置有第二限位部(210)，当所述可伸缩锚杆伸长至最长时，所述第一限位部(110)与所述第二限位部(210)能够相抵。3.根据权利要求2所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述套筒(200)的内侧壁设置有多个第一凸起(220)，所述第一凸起(220)具有朝向所述第二限位部(210)的第一斜面(221)和朝向所述套筒(200)的底壁的第二斜面(222)；所述可伸缩锚杆伸长时，所述第一限位部(110)与所述第二斜面(222)能够在第一预设阻力范围内相抵；所述可伸缩锚杆缩短时，所述第一限位部(110)与所述第一斜面(221)能够在第二预设阻力范围内相抵。4.根据权利要求3所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述第一凸起(220)呈环状。5.根据权利要求2所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述杆体(100)的外侧壁设置有多个第二凸起，所述第二凸起具有朝向所述杆体(100)的外端部的第三斜面和朝向所述杆体(100)的内端部的第四斜面；所述可伸缩锚杆伸长时，所述第二限位部(210)与所述第三斜面能够在第一预设阻力范围内相抵；所述可伸缩锚杆缩短时，所述第二限位部(210)与所述第四斜面能够在第二预设阻力范围内相抵。6.根据权利要求3-5任一项所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述第一预设阻力大于等于70％的锚固力且小于80％的锚固力，所述第二预设阻力大于等于10％的锚固力且小于20％的锚固力。7.根据权利要求1-5任一项所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述弹性件(300)为恒阻弹簧。8.根据权利要求7所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述恒阻弹簧的恒阻拉力为20％的锚固力。9.根据权利要求1-5任一项所述的可伸缩锚杆，其特征在于，所述可伸缩锚杆还包括托盘(410)和螺母(420)，所述杆体(100)的外端部设置有与所述螺母(420)匹配的外螺纹，所述托盘(410)设置有与所述杆体(100)匹配的通孔，所述托盘(410)和所述螺母(420)依次穿入所述杆体(100)的外端部后，能够将所述杆体(100)的外端部紧固于岩体(500)。10.一种支护系统，其特征在于，包括多个权利要求1-9任一项所述的可伸缩锚杆。

技术总结

本实用新型提供一种可伸缩锚杆及支护系统，涉及矿井巷道防护装置领域。该可伸缩锚杆，包括杆体、套筒以及弹性件，套筒套设于杆体外，弹性件位于套筒内且固定设置于杆体的内端面与套筒的底壁之间。该可伸缩锚杆，使用时，当岩体发生张拉变形时，在岩体的作用下，整个锚杆伸长，从而锚杆能够对变形后的岩体继续起到锚固作用，而弹性件在此过程中能够持续提供预紧力；当岩体发生横向挤压变形时，或伸长的锚杆受到的张拉变形力变小后，在岩体及弹性件的共同作用下，整个锚杆缩短，从而能够有效避免锚杆在应力作用下折断、变形等情况的发生。即，该可伸缩锚杆，通过伸缩能够适应岩体的张拉变形和横向挤压变形等不同形式的变形，适用范围广且不易损坏。且不易损坏。且不易损坏。