1.一种抗冲击多级协同让压锚杆,它包括锚杆杆体、托盘和螺母,其特征在于,包括设在锚杆杆体后段的第一让压装置、设在锚杆杆体前段的第二让压装置和设在锚杆杆体自由段的径向支护装置,其中:所述锚杆杆体的前段和自由段均设有限位器,分别称为弹簧限位器和套筒限位器,限位器和锚杆杆体是一体结构,在套筒限位器后方的锚杆杆体上以及锚杆杆体上安装锁紧螺母的部位均设有螺纹;
所述的第一让压装置设在托盘和螺母之间,包括一个喇叭状壳体、套在锚杆杆体上的活塞和第一弹簧,所述的喇叭状壳体的收口端为活塞、开口端为托盘,活塞、托盘和喇叭状壳体形成一个密闭腔体作为液压腔,在密闭腔内的变径部位设有限位器;所述的第一弹簧套设在锚杆杆上,第一弹簧一端顶在锁紧螺母上、另一端顶在活塞上,液压腔上设有单向回流阀和充液阀;
所述的第二让压装置包括弹簧套筒和第二弹簧,弹簧套筒套在锚杆体前段并将弹簧限位器包裹在内,弹簧套筒前段为实心结构包裹在锚杆杆体周圈上,后端为空心腔结构,两者的分界点为弹簧限位器,第二弹簧套设在空心结构内并套在锚杆杆体上;也就是说第二弹簧左右两端分别顶在弹簧限位器和弹簧套筒上,第二弹簧设在在弹簧套筒空心腔内,弹簧套筒被压缩时不受弹簧套筒内壁影响;
所述的径向支护装置包括一个能发生塑性变形的钢质径向膨胀套筒和螺母,螺母套在锚杆杆体上,径向膨胀套筒设在锚杆杆体周圈,径向膨胀套筒一端顶在套筒限位器上、另一端顶在螺母上。
2.如权利要求1所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,在所述的第一弹簧外围设有弹簧让压约束件,通过弹簧让压约束件不但能限制弹簧垂直向的位移而且还可随着弹簧压缩而收缩。
3.如权利要求2所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,所述的弹簧让压约束件是一个两级伸缩套筒,由内外筒套在一起形成,内外筒接触面是粗糙面,要求内筒的内径与弹簧外径相适应,此时螺母的外径是大于外筒的外径的。
4.如权利要求1所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,所述的弹簧套筒由上下两部分扣在一起形成。
5.如权利要求1所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,所述的锚杆杆体和限位器通过钢材铸造成一体,然后再在套筒限位器后方和安装锁紧螺母的锚杆杆体上加工有螺纹。
6.如权利要求1所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,在托盘和活塞上的中心安装孔设置有橡胶密封圈,防止液压油渗出。
7.如权利要求1所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,所述的钢质径向膨胀套筒上轴向预制有缺陷。
8.如权利要求7所述的抗冲击多级协同让压锚杆,其特征在于,所述的缺陷结构是,在塑性套筒中段周圈对称设有轴向盲孔或开孔。
9.一种如权利要求1‑8任一所述的抗冲击多级协同让压锚杆的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:按照要求在待支护的岩石上钻孔,在孔外将第二让压装置与锚杆杆体体组装成一体,之后开动锚杆搅拌机将锚杆推至孔底,并利用锚杆剂将整个弹簧套筒以及锚杆前端部与围岩锚固成一体;
第二步:从锚杆杆体后端依次安装径向膨胀套筒和螺母,旋转螺母挤压径向膨胀套筒,使径向膨胀套筒膨胀挤压钻孔,提供初始的径向支护力;
第三步:在锚杆杆体孔外段依次安装托盘、液压腔、活塞、第一弹簧和锁紧螺母,把单向回流阀中的控制压力升到最高位置,利用液压腔中的油压提供最大支护压力,然后旋紧锁紧螺母施加一定的预紧力;由于液压腔两侧的活塞和托盘的截面积不同,初始施加的预紧力在液压油的作用下可以按比例改变;
第四步:当巷道围岩受到冲击动载时,冲击力作用在托盘上,围岩开始下沉,此时由于径向膨胀套筒提供的径向支护力,起到阻碍围岩的下沉的作用;当冲击动载较大时,围岩持续外移,在此过程中锚杆杆体受到轴向力作用被拉伸,带动弹簧限位器往孔口方向移动压缩第二弹簧实现让压,弹簧利用自身的形变,有效消耗一部分围岩内部突然聚集的能量,为液压装置的让压提供缓冲时间,与此同时弧形托盘变形,实现部分让压,整个液压装置有向远离围岩方向移动趋势,迫使锁紧螺母压缩第一弹簧,当第一弹簧压缩到极限时,在紧锁螺母的阻碍下,随着液压腔的下降,其容积逐渐减小,液压油的压强变大,能提供的支护力变大,即活塞压缩液压油提供较大的支护力阻止围岩下沉;当液压腔下降到极限距离时即活塞触碰到活塞限位器时,此时活塞停止移动;若冲击力持续增加,则托盘有向远离围岩扩大的趋势,液压油的压力值超过单项回流阀的预设压力值,单向阀开启,液压油从单向阀内流出,防止毁坏液压装置。