一種筒式中空注漿錨桿及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注漿錨桿，尤其涉及一種筒式中空注漿錨桿及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]深部開采過程中，礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層構(gòu)造多，巖層裂隙發(fā)育，巖石松散破碎、遇水易膨脹等。部分巷道承受多次動壓影響，巷道圍巖進一步破碎，巖體完整性較差，局部承載力較大，支護結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)，需多次注漿、補漿維修加固巷道，才能保障礦井安全生產(chǎn)。
[0003]注漿錨桿支護技術(shù)基本原理是利用錨桿與注漿相結(jié)合的方法，即實現(xiàn)注漿，將松散巖石膠結(jié)成一個整體，增強其強度，又實現(xiàn)加固功能。其將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，改變圍巖內(nèi)部松散結(jié)構(gòu)，提高圍巖的強度和承載能力，擴大錨桿使用范圍。
[0004]在礦井深部松軟巖大斷面巷道及多次遭受動壓影響的巷道，巷道圍巖破碎嚴(yán)重，易產(chǎn)生巷道變形、返修率高等缺點。目前市場上使用的注漿錨桿是一次性注漿，對上述巷道多次注漿無能為力?，F(xiàn)有做法是重新打眼，安裝注漿錨桿，對松散巖體進一步破壞，造成圍巖承載能力較差。其缺點是成本高、利用率低、工人勞動強度大、施工不安全等缺點，且無法實現(xiàn)多次循環(huán)注漿、補漿?，F(xiàn)有中空注漿錨桿在施工中常常遇到塌孔、卡鉆、注漿不滿等技術(shù)問題，這些問題對施工安全和工程質(zhì)量影響很大，因此需要研發(fā)可實現(xiàn)一次打眼、多次循環(huán)注漿的注漿錨桿。
[0005]目前正在使用的中空注漿錨桿有許多，如普通中空注漿錨桿、自進式中空注漿錨桿、漲殼式中空注漿錨桿，組合式中空注漿錨桿等。這些中空錨桿對同一地點多次注漿無能為力，適用范圍有限，能解決淺部松散破碎巖石注漿支護問題，但無法解決深部高應(yīng)力、大斷面松軟巖、動壓影響巷道的支護?，F(xiàn)有中空注漿錨桿在解決深部礦井開采過程地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造密集，且層理、節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎松散以及大規(guī)模斷層、軟弱破碎等條件下巷道支護異常困難，且支護效果不理想。由于礦井深部巖體地應(yīng)力較大，巷道開挖后，圍巖應(yīng)力需要不斷調(diào)整，造成破碎巖石向巷道內(nèi)側(cè)不斷移動，致使斷面形狀不規(guī)整，巷道支護結(jié)構(gòu)受力不均，支護結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重，需多次維修。加上部分巷道受多次動壓影響，巷道圍巖進一步破裂，無法固結(jié)成一個整體，與傳統(tǒng)新奧法支護相違背，無法利用圍巖自承能力，支護成本增加且支護效果較差，需多次鉆眼注漿。重新鉆眼注漿又將進一步破壞圍巖整體性，且增大工人勞動強度及支護成本，如需多次注漿，圍巖整體性進一步破壞，巷道穩(wěn)定性無法保障，需要翻修，造成人力、物力極大浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種可實現(xiàn)一次打眼多次循環(huán)注漿的筒式中空注漿錨桿及使用方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—、一種筒式中空注楽銷桿，包括:
[0009]外側(cè)中空注漿錨桿(I)、內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)、設(shè)于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵端部的對準(zhǔn)裝置(3)、活塞(4)和拉桿(5)，外側(cè)中空注漿錨桿(I)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)側(cè)壁設(shè)有分布相同的第一注漿孔(6)，活塞(4)設(shè)有第二注漿孔(7);外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)徑和內(nèi)測中空注漿套筒⑵外徑相匹配，外側(cè)中空注漿錨桿⑴套于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒
(2)外，拉桿(5)固定于活塞⑷上，活塞⑷置于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)內(nèi)。
[0010]作為優(yōu)選，外側(cè)中空注漿錨桿(I)設(shè)有內(nèi)螺紋，在退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)后將螺紋錨桿置于外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)，螺紋錨桿外徑與外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)徑相匹配。
[0011]二、上述筒式中空注漿錨桿的使用方法，包括步驟:
[0012]步驟1，將內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵置于外側(cè)中空注漿錨桿⑴內(nèi)，然后將外側(cè)中空注漿錨桿(I)置于鉆眼內(nèi)；
[0013]步驟2，采用對準(zhǔn)裝置(3)將外側(cè)中空注漿錨桿(I)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵側(cè)壁上第一注漿孔(6)對齊；
[0014]步驟3，通過活塞(4)上第二注漿孔(7)向內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)內(nèi)注漿；
[0015]步驟4，待漿液凝固后，退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)。
[0016]作為優(yōu)選，退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)后，將螺紋錨桿置于外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)。
[0017]礦井深部開采過程中，大部分巷道地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造密集，巖石較破碎，巖體完整性較差，局部承載力較大，支護結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)，需多次循環(huán)注漿加固支護。針對該技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計了一種可重復(fù)注漿的新型筒式中空注漿錨桿，用來將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，從而改變圍巖內(nèi)部松散結(jié)構(gòu)，提高圍巖的強度和承載能力。
[0018]和現(xiàn)有相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0019]1、可實現(xiàn)多次循環(huán)注漿和補漿，擴大了適用范圍，可用于深部高應(yīng)力、大斷面松軟巖、動壓影響巷道的支護，且可獲得理想的支護效果。
[0020]2、可進一步降低支護成本和人力勞動強度，且施工方便，利用率高，經(jīng)濟效益顯著。
[0021]3、注漿效果好，施工速度快，強度高，可與其他支護技術(shù)(例如高強度錨網(wǎng)噴和鋼帶)聯(lián)合使用，可限制松軟巖或受多次動壓影響的圍巖變形，保證整體支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0022]4、為了增強錨桿支護強度，可將中空套筒取出，補上螺紋鋼鋼筋，提高注漿錨桿支護強度，施工方便，滿足巷道支護要求。可解決礦井深部松軟巖或動壓影響的巷道支護問題。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明錨桿使用示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明錨桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是內(nèi)側(cè)中空注漿套筒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是活塞局部放大圖。
[0027]圖中，1-外側(cè)中空注漿錨桿，2-內(nèi)側(cè)中空注漿套筒，3-對準(zhǔn)裝置，4-活塞，5-拉桿，6-第一注漿孔，7-第二注漿孔，8-破碎巖體，9-檔板，10-螺母，11-錨頭。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】進行進一步說明。
[0029]見圖1?4，本發(fā)明包括外側(cè)中空注漿錨桿(1)、內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)、對準(zhǔn)裝置
(3)、活塞⑷和拉桿(5)，外側(cè)中空注漿錨桿⑴和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)側(cè)壁上設(shè)有分布相同的第一注漿孔(6)。外側(cè)中空注漿錨桿(I)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)尺寸相匹配，使得內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)可正好置于外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)，外側(cè)中空注漿錨桿(I)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)組合形成中空注漿錨桿主體部分，加固破碎巖體時通過對準(zhǔn)裝置(3)將外側(cè)中空注漿錨桿⑴和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵上面第一注漿孔(6)對齊，設(shè)于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵端頭的對準(zhǔn)裝置⑶用于保證外側(cè)中空注漿錨桿⑴和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒
(2)側(cè)壁上的第一注漿孔(6) —致。通過活塞(4)上第二注漿孔(7)向內(nèi)側(cè)中空注漿套筒
(2)注射配好漿液，漿液通過第一注漿孔￠)向圍巖注漿；漿液凝固后，退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)，安裝檔板(9)、螺母(10)，形成注漿錨桿施工全過程。
[0030]另外，可用螺紋錨桿代替內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)，具體實施中螺紋錨桿可為帶螺紋鋼筋，在外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)側(cè)安裝螺紋錨桿，螺紋錨桿尺寸和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)尺寸一致，同時螺紋錨桿和外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)置螺紋一致，起到加固作用，保證支護強度。如果需要多次循環(huán)注漿，可將檔板(9)、螺母(10)取下，將內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)重新放入外側(cè)中空注漿錨桿(I)，瞄準(zhǔn)對準(zhǔn)裝置(3)，重新注漿、局部注漿、補漿，實現(xiàn)一次打目艮、多循環(huán)注漿功能。
[0031]本發(fā)明注漿錨桿的施工方法為:
[0032]在松散破碎巷道及承受動壓影響的巷道內(nèi)，參考注楽銷桿常規(guī)施工方法。第一步，打眼，按照設(shè)計說明書注漿錨桿參數(shù)要求，在指定位置打眼；第二步，將外側(cè)中空注漿錨桿
(1)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵組合，放置于指定鉆眼內(nèi)，結(jié)合對準(zhǔn)裝置(3)，保證外側(cè)中空注漿錨桿(I)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)上注漿孔一致；第三步，注漿過程，通過活塞(4)上第一注漿孔出)向內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)注漿，注漿工序和一般注漿工序無異。通過活塞(4)和拉桿(5)實現(xiàn)部分第一注漿孔(6)對齊，保證注漿質(zhì)量。也可以實現(xiàn)部分注漿、補漿，只要將內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)上部分第一注漿孔(6)堵住。第四步，退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒
(2)后，安裝檔板(9)、螺母(10)，也可將螺紋錨桿加到外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)，增強其支護強度。
[0033]本發(fā)明注漿錨桿能解決深部礦井開采過程地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造密集，且層理、節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎松散以及大規(guī)模斷層、軟弱破碎等條件下巷道支護問題。同時該注漿錨桿可循環(huán)使用，也可以局部注漿、補漿，降低煤炭企業(yè)支護成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)巧妙、簡單新穎，性能可靠，循環(huán)利用，節(jié)省支護成本，解決礦井深部松軟巖或承受動壓影響的巷道圍巖破碎問題，通過多次注漿、補漿，將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，改變圍巖內(nèi)部松散結(jié)構(gòu)，提高圍巖的強度和承載能力，擴大錨桿使用范圍。本發(fā)明和其它聯(lián)合支護一起使用，可徹底解決這兩類巷道破碎圍巖支護難題。
【主權(quán)項】
1.一種筒式中空注漿錨桿，其特征在于，包括: 外側(cè)中空注漿錨桿(I)、內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)、設(shè)于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)端部的對準(zhǔn)裝置(3)、活塞⑷和拉桿(5)，外側(cè)中空注漿錨桿⑴和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)側(cè)壁設(shè)有分布相同的第一注漿孔(6)，活塞⑷設(shè)有第二注漿孔(7);外側(cè)中空注漿錨桿⑴內(nèi)徑和內(nèi)測中空注漿套筒(2)外徑相匹配，外側(cè)中空注漿錨桿(I)套于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)夕卜，拉桿(5)固定于活塞⑷上，活塞⑷置于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的筒式中空注漿錨桿，其特征在于: 所述的外側(cè)中空注漿錨桿⑴設(shè)有內(nèi)螺紋，在退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒⑵后將螺紋錨桿置于外側(cè)中空注漿錨桿⑴內(nèi)，螺紋錨桿外徑與外側(cè)中空注漿錨桿⑴內(nèi)徑相匹配。
3.如權(quán)利要求1所述的筒式中空注漿錨桿的使用方法，其特征在于，包括步驟: 步驟1，將內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)置于外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)，然后將外側(cè)中空注漿錨桿(I)置于鉆眼內(nèi)； 步驟2，采用對準(zhǔn)裝置(3)將外側(cè)中空注漿錨桿⑴和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)側(cè)壁上第一注楽孔(6)對齊； 步驟3，通過活塞(4)上第二注漿孔(7)向內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)內(nèi)注漿； 步驟4，待漿液凝固后，退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)。
4.如權(quán)利要求3所述的使用方法，其特征在于: 退出內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)后，將螺紋錨桿置于外側(cè)中空注漿錨桿(I)內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種筒式中空注漿錨桿及使用方法，包括外側(cè)中空注漿錨桿(1)、內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)、設(shè)于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)端部的對準(zhǔn)裝置(3)、活塞(4)和拉桿(5)，外側(cè)中空注漿錨桿(1)和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)側(cè)壁設(shè)有分布相同的第一注漿孔(6)，活塞(4)設(shè)有第二注漿孔(7)；外側(cè)中空注漿錨桿(1)內(nèi)徑和內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)外徑相匹配，外側(cè)中空注漿錨桿(1)套于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)外，拉桿(5)固定于活塞(4)上，活塞(4)置于內(nèi)側(cè)中空注漿套筒(2)內(nèi)。本發(fā)明可實現(xiàn)多次循環(huán)注漿和補漿，擴大了適用范圍，可用于深部高應(yīng)力、大斷面松軟巖、動壓影響巷道的支護，且可獲得理想的支護效果。
【IPC分類】E21D20-02, E21D21-00
【公開號】CN104847389
【申請?zhí)枴緾N201510242175
【發(fā)明人】朱昌星, 趙洪波, 常旭, 茹忠亮, 王鳳娥, 韓憲軍, 單亞非
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月13日