CN102704969B - 一种钻锚注可回收锚杆及支护方法 - Google Patents
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Abstract
一种钻锚注可回收锚杆及支护方法，锚杆包括中空注浆杆体、螺母、垫圈、托盘及中空螺纹杆体，中空螺纹杆体前端设有钻头，杆体上设有多用孔。中空注浆杆体通过螺纹向里推进，其前端内表面焊接的金属钉刺破中空螺纹杆体内部的锚固剂包装后，将锚固剂混合后通过孔排出，起到锚固作用。通过中空注浆杆注浆，浆液通过多用孔导出，对松散煤岩体进行胶结凝固。中空螺纹杆体通过外表面的螺纹与钻孔壁咬合，加强端部锚固作用。在中空锚杆尾部进行紧固张拉，实现对松散煤岩的一次性钻锚注支护，既解决了松散煤岩钻孔后塌孔，致使锚杆不易进入的难题，又提高了煤体的承载能力，增加巷道围岩的支护强度。其结构简单、成本低，浪费少，易施工，支护效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿用支护锚杆，特别是一种钻锚注可回收锚杆及支护方法，尤其适用于矿山、隧道、地下工程中松散破碎围岩、极软岩层、高应力破碎围岩及大采深煤巷的钻锚注支护。
背景技术
锚杆支护是通过在围岩中安装锚杆来起到加固围岩的作用，提高围岩承载能力，形成锚固体起到支撑顶板的作用。通常锚杆是在围岩最里段采用树脂锚固剂进行锚固，但是在一些松散破碎围岩、极软岩层、高应力破碎围岩及大采深煤巷中进行锚杆钻孔施工时，由于围岩松散、破碎、应力大等原因，通常造成钻眼后就出现塌孔现象，树脂药卷和锚杆无法输送进钻孔，因此锚杆无法安装。对此需要在钻眼后杆体不能拔出，同时对围岩注浆进行固结，又可以通过杆件的配套结构进行紧固张拉，提高了围岩的自承能力，又为锚杆提供可靠的着力基础，实现对松散破碎围岩、极软岩层、高应力破碎围岩及大采深煤巷等复杂条件下围岩的钻锚注支护效果。
目前的锚注支护技术在实际施工中首先采取锚喷进行初次支护，使巷道有一段时间充分卸压，然后再采用注浆锚杆进行锚注支护加固围岩。因此施工复杂，支护成本高，由于巷道在刚开掘的时候围岩压力和变形较大，如果采用目前的锚杆直接进行支护，当围岩变形时，注浆锚杆很容易失效。另外，现有技术锚杆存在一个极为普遍的问题是，当锚杆使用结束后，由于锚杆锚固在围岩中，无法回收利用，造成的问题是支护成本高，资源浪费大。
发明的内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单、施工方便，成本低、效果好的钻锚注可回收锚杆及支护方法。
技术方案：本发明的钻锚注可回收锚杆，包括中空注浆杆体、依次设在中空注浆杆体尾部的螺母、垫圈和托盘，所述的中空注浆杆体的前端套装有中空螺纹杆体，中空螺纹杆体的前端设有钻头，中空螺纹杆体上开有交叉分布的多用孔，中空螺纹杆体与中空注浆杆体相配合一端的内孔中设有自锁锁具，中空螺纹杆体靠钻头一端的内孔为内螺纹孔；中空注浆杆体的前端开有与中空螺纹杆体内螺纹孔相配合的外螺纹，中空注浆杆体前端的内孔壁上焊接有一圈金属钉。
所述的自锁锁具包括对称设在中空螺纹杆体内壁上的卡槽，还包括设在中空注浆杆体上、与中空螺纹杆体内壁卡槽相配合的弹性滑块；所述的一圈金属钉上设有可滑动的树脂药卷挡板。
本发明的钻锚注可回收锚杆的支护方法：包括如下步骤：
a、在中空螺纹杆体内设置树脂锚固剂，通过自锁锁具将中空螺纹杆体套装在中空注浆杆体上之后，利用锚杆钻机将此锚杆钻至设计深度；
b、旋转中空注浆杆体，使中空注浆杆体旋出中空螺纹杆体内壁上的自锁卡槽，然后将中空注浆杆体向前旋转至中空螺纹杆体的顶端，向前旋转过程中，中空注浆杆体前端内孔壁上的金属钉扎破中空螺纹杆体中的树脂锚固剂的塑料袋，树脂锚固剂流出被树脂药卷挡板从多用孔中挤出；
c、将中空注浆杆体右旋退出至自锁卡槽位置锁死，用普通注浆机通过中空注浆杆体向内注浆，通过注浆的压力将树脂药卷挡板推至中空螺纹杆体的顶端，浆液通过多用孔进入围岩；
d、将中空注浆杆体旋转至中空螺纹杆体的内螺纹顶端，依次用托盘、垫圈、套装在钻孔外露的中空注浆杆体的端部，再用螺母拧紧将中空注浆杆体张紧固定；
当围岩变形过大或者中空注浆杆体所受应力过大时，向外旋转中空注浆杆体，调节中空注浆杆体的让压长度后，再将螺母拧紧；
当工作面推至锚杆锚固位置时，将中空注浆杆体旋出中空螺纹杆体螺纹结合部位，直接拉出，回收再利用。
有益效果：本发明充分考虑了松散破碎围岩、高应力区破碎围岩及极软围岩巷道的破坏原理和锚杆的作用原理，将二者有机融合，以中空注浆杆体为注浆导管，中空螺纹杆体为锚固端及注浆释放区，中空注浆杆体与中空螺纹杆体以螺纹相连接可控锚杆伸缩、可回收的新型钻锚注可回收锚杆，能有效控制软弱岩层、高应力区破碎岩层等松散岩层中巷道围岩稳定，且施工方便。通过中空锚杆向里注浆，浆液通过中空螺纹杆体上的多用孔导出，对松散煤岩体进行胶结凝固。中空螺纹杆体外面是螺纹结构，这种结构与钻孔壁咬合，摩擦力大，对端部锚固起到一定作用。在中空锚杆尾部进行螺母配套托盘及垫圈的紧固张拉，实现对松散煤岩的一次性钻锚注支护，既解决了松散煤岩钻孔后塌孔，致使锚杆不易进入的难题，又提高了煤体的承载能力，增加巷道围岩的支护强度；当围岩变形严重的时候，还可以调整中空注浆杆体螺纹咬合长度起到让压的作用。在巷道初次掘进时就可以作为锚杆支护，待巷道变形稳定后进行注浆加固，增加了锚杆的锚固力和围岩的整体性，为锚杆支护提供可靠着力点，降低支护成本，加快巷道施工，同时能有效保证巷道稳定性，使用结束后，中空注浆杆体还可以反向转动取出，重复利用，从而大幅降低成本，减少浪费。其结构简单，可回收，成本低，性能可靠，对巷道可控性强，操作方便，易施工，支护效果好，具有广泛适用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A截面结构图。
图中：1-中空注浆杆体；2-螺母；3-垫圈；4-托盘；5-可滑动的树脂药卷挡板；6-中空螺纹杆体；7-多用孔；8-钻头；9-自锁锁具，10-金属钉。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明做进一步描述：
本发明的钻锚注可回收锚杆，主要由中空螺纹杆体6、钻头8、中空注浆杆体1、螺母2、垫圈3、托盘4等构成。螺母2、垫圈3和托盘4依次设在中空注浆杆体1尾部，中空注浆杆体1为一段两端都有螺纹的中空的杆体，中空注浆杆体1的前端套装有中空螺纹杆体6，中空螺纹杆体6的杆体外表面为螺纹钢，中空螺纹杆体6的前端设有钻头8，中空螺纹杆体6上开有交叉分布的多用孔7，中空螺纹杆体6与中空注浆杆体1相配合一端的内孔中设有自锁锁具9，所述的自锁锁具9包括对称设在中空螺纹杆体6内壁上的自锁卡槽，还包括设在中空注浆杆体1上、与中空螺纹杆体6内壁卡槽相配合的弹性滑块。中空螺纹杆体6靠钻头8一端的内孔为内螺纹孔；中空注浆杆体1的前端开有与中空螺纹杆体6内螺纹孔相配合的外螺纹；中空注浆杆体1前端的内孔壁上焊接有一圈金属钉10，所述的一圈金属钉10上设有可滑动的树脂药卷挡板5。
本发明的钻锚注可回收锚杆支护方法：巷道初掘时由于围岩受到扰动，打破了原岩应力原来的平衡关系，围岩中局部区域会出现应力集中，这些次生应力将会使围岩产生变形直到形成新的平衡关系。
巷道开掘后，先在中空螺纹杆体6内设置树脂锚固剂，通过自锁锁具9将中空螺纹杆体6套装在中空注浆杆体1上，然后利用锚杆钻机将此锚杆钻至设计深度。旋转中空注浆杆体1，使中空注浆杆体1旋出中空螺纹杆体6内壁上的自锁卡槽，然后将中空注浆杆体1向前旋转至中空螺纹杆体6的顶端，向前旋转过程中，中空注浆杆体1前端内孔壁上的金属钉10扎破中空螺纹杆体6中的树脂锚固剂的塑料袋，树脂锚固剂混合后被树脂药卷挡板5从多用孔7中挤出，达到锚固围岩的作用；
将中空注浆杆体1右旋退出至自锁卡槽位置锁死，用普通注浆机通过中空注浆杆体1向内注浆，通过注浆的压力将树脂药卷挡板5推至中空螺纹杆体6的顶端，浆液通过多用孔7进入围岩，通过注浆使得破碎或软弱围岩形成一个整体，这样锚杆的锚固作用更明显，不会产生巷道局部破坏严重的情况；
注浆完成后，将中空注浆杆体1旋转至中空螺纹杆体6的内螺纹顶端，依次用托盘4、垫圈3、套装在钻孔外露的中空注浆杆体1的端部，再用螺母2拧紧将中空注浆杆体1张紧固定；
当围岩变形过大或者中空注浆杆体1所受应力过大时，向外旋转中空注浆杆体1，调节中空注浆杆体1的让压长度后，再将螺母2拧紧；当工作面推至锚杆锚固位置时，将中空注浆杆体1旋出中空螺纹杆体6螺纹结合部位，直接拉出，回收还可再利用。
Claims (1)
1. 一种钻锚注可回收锚杆，包括中空注浆杆体（1）、依次设在中空注浆杆体（1）尾部的螺母（2）、垫圈（3）和托盘（4），其特征在于：所述的中空注浆杆体（1）的前端套装有中空螺纹杆体（6），中空螺纹杆体（6）的前端设有钻头（8），中空螺纹杆体（6）上开有交叉分布的多用孔（7），中空螺纹杆体（6）与中空注浆杆体（1）相配合一端的内孔中设有自锁锁具（9），中空螺纹杆体（6）靠钻头（8）一端的内孔为内螺纹孔；中空注浆杆体（1）的前端开有与中空螺纹杆体（6）内螺纹孔相配合的外螺纹，中空注浆杆体（1）前端的内孔壁上焊接有一圈金属钉（10），一圈金属钉（10）上套装树脂药卷挡板（5）；
所述的自锁锁具（9）包括对称设有中空螺纹杆体（6）内壁上的自锁卡槽，还包括设在中空注浆杆体（1）上、与中空螺纹杆体（6）内壁卡槽相配合的弹性滑块。
2.一种如权利要求1所述钻锚注可回收锚杆的支护方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、在中空螺纹杆体（6）内设置树脂锚固剂，通过自锁锁具（9）将中空螺纹杆体（6）套装在中空注浆杆体（1）上之后，利用锚杆钻机将此锚杆钻至设计深度；
b、旋转中空注浆杆体（1），使中空注浆杆体（1）旋出中空螺纹杆体（6）内壁上的自锁卡槽，然后将中空注浆杆体（1）向前旋转至中空螺纹杆体（6）的顶端，向前旋转过程中，中空注浆杆体（1）前端内孔壁上的金属钉（10）扎破中空螺纹杆体（6）中的树脂锚固剂的塑料袋，树脂锚固剂流出被树脂药卷挡板（5）从多用孔（7）中挤出；
c、将中空注浆杆体（1）右旋退出至自锁卡槽位置锁死，用普通注浆机通过中空注浆杆体（1）向内注浆，通过注浆的压力将树脂药卷挡板（5）推至中空螺纹杆体（6）的顶端，浆液通过多用孔（7）进入围岩；
d、将中空注浆杆体（1）旋转至中空螺纹杆体（6）的内螺纹顶端，依次用托盘（4）、垫圈（3）、套装在钻孔外露的中空注浆杆体（1）的端部，再用螺母（2）拧紧将中空注浆杆体（1）张紧固定；
当围岩变形过大或者中空注浆杆体（1）所受应力过大时，向外旋转中空注浆杆体（1），调节中空注浆杆体（1）的让压长度后，再将螺母（2）拧紧；
当工作面推至锚杆锚固位置时，将中空注浆杆体（1）旋出中空螺纹杆体（6）螺纹结合部位，直接拉出，回收再利用。
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