CN102937028A - 一种煤矿巷道底板加固方法及对中装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿巷道底板加固方法及对中装置，所述方法包括如下步骤：步骤一、制作锚索，在所述锚索的非锚固段上设置隔离套管，所述隔离套管与所述锚索的锚固段密封连接；步骤二、在煤矿巷道底板进行钻孔，将所述锚索放入所述钻孔中，并在所述钻孔内靠近孔口的位置安装封口器；步骤三、在锚索全长范围内进行一次高压注浆；步骤四、待浆液凝固后，使用涨拉设备对所述锚索进行高压预紧，至设定的预紧值。所述对中装置包括：对中套管，固定在所述隔离套管上；爪锚，其一端固定在所述对中套管上。通过本发明所述方法和对中装置，实现了一次注浆完成加固，简化了施工工艺和减少了施工工序，大大提高了施工速度，并有效保证了施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及一种煤矿巷道底板加固方法及对中装置。
背景技术
我国绝大部分煤矿都受到底臌的影响，巷道底臌后，不仅破坏了围岩的力学性质，而且导致巷道断面缩小，轨道倾斜变形，从而影响矿井的生产运输、通风和行人等，不利于矿井的安全生产。目前，底臌治理主要采用注浆与全长预应力底板锚索综合支护的方法，它采用灌浆的方法将预应力锚索的一端固定在巷道底板深部围岩中，然后进行初次涨拉，涨拉后锚索具有一定的预应力，在此基础上再进行钻孔全长范围内的高压注浆，待浆液凝固后，再对组合锚索进行最后涨拉，至设计的锚固值。这样的施工方法能保证锚索在全长范围内具有较高的预应力，实现了锚索对破碎岩层的主动支护，可以有效控制巷道底板变形，但是由于工序繁多，限制了施工速度的进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以提高锚索的施工速度和施工质量的煤矿巷道底板加固方法，以及在所述方法中使用的锚索对中装置。
为了解决现有技术存在的问题，达到上述目的，本发明提供了煤矿巷道底板锚索快速施工方法及锚索对中装置，所述方法包括如下步骤：
步骤一、制作锚索，在所述锚索的非锚固段上设置隔离套管，所述隔离套管与所述锚索的锚固段密封连接；
步骤二、在煤矿巷道底板进行钻孔，将所述锚索放入所述钻孔中，并在所述钻孔内靠近孔口的位置安装封口器；
步骤三、在锚索全长范围内进行一次高压注浆；
步骤四、待浆液凝固后，使用涨拉设备对所述锚索进行高压预紧，至设定的预紧值。
优选的是，在步骤二中将所述锚索放入所述钻孔之前还包括：在所述隔离套管的外侧等间距固定若干对中装置。
优选的是，相邻两个所述对中装置之间的距离为1-1.5米。
优选的是，步骤四中对所述锚索进行涨拉前还包括步骤：在所述钻孔外部安装托盘，所述托盘后侧安装锚具，所述锚具上具有通孔，所述通孔中具有夹片，所述锚索非锚固段的自由端从所述通孔中穿出。
优选的是，所述隔离套管为塑料管。
优选的是，所述隔离套管的管壁厚度为0.5-2毫米。
优选的是，所述锚索长度为3-6米，其中，所述锚固段长度为1-2米。
一种在本发明所述方法中使用的对中装置，包括：
对中套管，固定在所述隔离套管上；
爪锚，其一端固定在所述对中套管上，所述爪锚的长度设计为：在使用过程中所述爪锚的自由端与所述钻孔的孔壁相接触。
优选的是，所述对中装置还包括螺栓，所述对中套管上设置有孔，所述孔具有内螺纹结构，所述螺栓与所述孔的内螺纹结构旋合并与所述隔离套管接触，将所述对中套管固定在所述隔离套管的外侧。
优选的是，所述爪锚为3个，均匀分布在所述对中套管上。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种煤矿巷道底板锚索一次注浆成型快速施工方法代替原来的二次注浆成型施工方法，所述方法采用了隔离套管使浆液与锚索之间有环状自由面，可保证锚索全长预紧力的施加；采用锚索对中装置使锚索始终位于钻孔的中心位置，保证了锚索的直线度，有利于锚索作用的充分发挥；通过本发明所述方法和对中装置，实现了一次注浆完成加固，简化了施工工艺和减少了施工工序，大大提高了施工速度，并有效保证了施工质量。
附图说明
图1为本发明所述锚索在施工状态下的结构示意图
图2为本发明所述的对中装置的侧视图
图3为图2的仰视图
具体实施方式
下面结合图1至图3对本发明做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。
图1为本发明所述方法中锚索2在施工状态下的结构示意图，所述方法包括如下步骤：
步骤一、制作锚索2：所述锚索2分为锚固段和非锚固段，在所述非锚固段上套有隔离套管9，所述隔离套管9与所述锚固段密封连接。所述锚索2长度为3-6米，其中，所述锚固段长度为1-2米，所述隔离套管9的内径与所述锚索2的直径相适应，优选为塑料管，其管壁厚度为0.5-2毫米，使用塑料管具有柔软、重量轻、材料来源广泛，容易密封且密封性能好等优点。所述隔离套管9的主要作用是把非锚固段锚索和浆液3隔离，所述隔离套管9与所述锚固段密封连接，防止所述浆液3进入所述隔离套管9和所述锚索2之间。传统的加固方法是采用灌浆的方法将预应力锚索的一端固定在巷道底板深部围岩中，然后进行初次涨拉，涨拉后锚索具有一定的预应力，在此基础上再进行锚索全长范围内的高压注浆，待浆液凝固后，再对组合锚索进行最后涨拉，至设计的锚固值，需要进行两次注浆和两次涨拉，如不进行第一次注浆和涨拉，直接进行全长范围内的注浆，浆液就会限制所述锚索作用的发挥，锚索预应力不高。本发明采用所述隔离套管9使浆液3与所述锚索2之间有环状自由面，可保证所述锚索2全长预紧力的施加，不需要传统方法的第一次注浆和拉张，直接进行所述锚索2全长范围内的注浆，所述隔离管套9将浆液和所述锚索2的非锚固段隔离，不会影响所述锚索2作用的发挥，在涨拉后具有较高的预应力。
步骤二、钻孔：在煤矿巷道底板的围岩体8上施工直径42-56毫米的钻孔1，并将所述锚索2放入所述钻孔1中，并在所述钻孔1内靠近孔口的位置安装封口器，高压注浆需要封孔，否者会发生浆液的泄漏。
步骤三、在锚索2全长范围内进行一次高压注浆，将浆液3通过注浆管4进入所述钻孔1中，注浆压力为4-6Mpa。
步骤四、待浆液3凝固后，使用涨拉设备进行高压预紧，至设定预紧值，预紧力优选为锚索2极限载荷的60%，所述涨拉设备优选为由千斤顶和动力源构成，所述动力源可以是电动油泵，风动油泵，手动泵。步骤四中对所述锚索2进行涨拉前，还包括步骤：在所述钻孔1外部安装托盘，在所述托盘后侧安装锚具，所述锚具上具有通孔，所述通孔中具有夹片，所述锚索2非锚固段的自由端从所述通孔中穿出，所述夹片将所述锚索的自由端夹紧固定在所述锚具上。
优选的是，在步骤二中将所述锚索2放入所述钻孔前，还包括步骤：在所述隔离套管9的外侧等间距安装若干锚索对中装置，相邻所述对中装置之间的间隔距离为1-1.5米。
如图2和图3所示，在本发明所述方法中使用的对中装置,包括：对中套管5和爪锚7，所述对中套管5固定在所述隔离套管9的外侧，所述对中套管5的作用是固定所述锚索2；所述爪锚7的一端固定在所述对中套管5上，所述爪锚7的长度设计为：在使用过程中，所述爪锚7的自由端与所述钻孔1的孔壁接触，用于限定所述锚索2在所述钻孔1中的位置，所述爪锚7优选为3个，均匀固定在所述对中套管5上。所述对中套管5还具有螺栓6，所述对中套管5的固定方式为：所述对中套管5上具有供螺栓6穿过的孔，所述孔具有内螺纹结构，所述螺栓6与所述孔的内螺纹结构旋合锁紧并与所述隔离套管9接触，将所述对中套管5固定在所述隔离套管9上，防止所述对中套管5滑动。本发明采用所述对中装置使所述锚索2始终位于钻孔的中心位置，保证了所述锚索2的直线度，有利于所述锚索2作用的充分发挥。
通过以上方法和配套装置，实现了一次注浆完成加固，简化了施工工艺和减少了施工工序，大大提高了施工速度，并有效保证了施工质量。
实施例一
一种煤矿巷道底板加固方法,包括如下步骤：
步骤一、制作锚索：所述锚索2分为锚固段和非锚固段，在所述非锚固段上套有隔离套管9，所述隔离套管9与所述锚固段密封连接。所述锚索2长度为3米，其中，所述锚固段长度为1米，所述隔离套管为塑料管，管壁厚度为1毫米。
步骤二、钻孔：在煤矿巷道底板围岩体8上施工直径56毫米的钻孔1。
步骤三、安装：在施工现场，在所述隔离套管9的外侧等间距安装若干锚索对中装置，所述对中装置之间的间隔距离为1.5米，将带有所述隔离套管9和对中装置的锚索2放入所述钻孔1中，在所述钻孔1内靠近孔口的位置安装封口器。
步骤四、注浆：在所述锚索2全长范围内进行一次高压注浆，将浆液3通过注浆管4注入所述钻孔1中，注浆压力为4Mpa。
步骤五、涨拉：待浆液3凝固后，使用涨拉设备对所述锚索2进行高压预紧，预紧力为所述锚索2极限载荷的60%。所述涨拉设备由千斤顶和电动油泵构成。
如图2和图3所示，在本发明所述方法中使用的对中装置,包括：对中套管5和爪锚7，所述对中套管5固定在所述隔离套管9的外侧；所述爪锚7的一端固定在所述对中套管5上，所述爪锚7的长度设计为：在使用过程中，所述爪锚7的自由端与所述钻孔1的孔壁接触，用于限定所述锚索2在所述钻孔1中的位置，所述爪锚7为3个，均匀分布并固定在所述对中套管5上；所述对中装置还包括螺栓6，将所述对中套管5固定在所述隔离套管9上，固定方式为：所述对中套管5上设置有孔，所述孔具有内螺纹结构，所述螺栓6与所述孔的内螺纹结构旋合锁紧，并与所述隔离套管9接触，将所述对中套管6固定在所述隔离套管9的外侧，防止所述对中套管6上下滑动。本发明采用所述对中装置使所述锚索2始终位于钻孔的中心位置，保证了所述锚索2的直线度，有利于所述锚索2作用的充分发挥。
实施例二
一种煤矿巷道底板加固方法,包括如下步骤：
步骤一、制作锚索：所述锚索2分为锚固段和非锚固段，在所述非锚固段上套有隔离套管9，所述隔离套管9与所述锚固段密封连接。所述锚索2长度为6米，其中，所述锚固段长度为2米，所述隔离套管9为塑料管，管壁厚度为0.5毫米。
步骤二、钻孔：在煤矿巷道底板按照设计间排距，在围岩体8上施工直径42毫米的钻孔1。
步骤三、安装：在施工现场，在所述隔离套管9的外侧等间距安装若干对中装置，所述对中装置之间的间隔距离为1米，将带有所述隔离套管9和对中装置的锚索2放入所述钻孔1中，在所述钻孔1内靠近孔口的位置安装封口器。
步骤四、注浆：在所述锚索2全长范围内进行一次高压注浆，将浆液3通过注浆管4注入所述钻孔1中，注浆压力为6Mpa。
步骤五、涨拉：待浆液3凝固后，使用涨拉设备对所述锚索2进行高压预紧，预紧力为所述锚索2极限载荷的60%，所述涨拉设备由千斤顶和风动油泵构成。
如图2和图3所示，在本发明所述方法中使用的对中装置,包括：对中套管5和爪锚7，所述对中套管5固定在所述隔离套管9的外侧；所述爪锚7的一端固定在所述对中套管5上，所述爪锚7的长度设计为：在使用过程中，所述爪锚7的自由端与所述钻孔1的孔壁接触，用于限定所述锚索2在所述钻孔1中的位置，所述爪锚7为3个，均匀分布并固定在所述对中套管5上；所述对中装置还包括螺栓6，将所述对中套管5固定在所述隔离套管9上，固定方式为：所述对中套管5上设置有孔，所述孔具有内螺纹结构，所述螺栓6与所述孔的内螺纹结构旋合锁紧，并与所述隔离套管9接触，将所述对中套管6固定在所述隔离套管9的外侧，防止所述对中套管6上下滑动。本发明采用所述对中装置使所述锚索2始终位于钻孔的中心位置，保证了所述锚索2的直线度，有利于所述锚索2作用的充分发挥。
实施例三
一种煤矿巷道底板加固方法，包括如下步骤：
步骤一、制作锚索：所述锚索2分为锚固段和非锚固段，在所述非锚固段上套有隔离套管9，所述隔离套管9与所述锚固段密封连接。所述锚索2长度为5米，其中，所述锚固段长度为1.5米，所述隔离套管9为塑料管，管壁厚度为2毫米。
步骤二、钻孔：在煤矿巷道底板围岩体8上施工直径50毫米的钻孔1。
步骤三、安装：在施工现场，在所述隔离套管的外侧等间距安装若干对中装置，相邻两个所述对中装置之间的间隔距离为1.5米，将带有所述隔离套管9和对中装置的所述锚索2放入所述钻孔1中，在所述钻孔1内靠近孔口的位置安装封口器。
步骤四、注浆：在所述锚索2全长范围内进行一次高压注浆，将浆液3通过注浆管4注入所述钻孔1中，注浆压力为5Mpa。
步骤五、涨拉：待浆液3凝固后，使用涨拉设备对所述锚索2进行高压预紧，预紧力为所述锚索2极限载荷的60%，所述涨拉设备由千斤顶和手动泵构成。
如图2和图3所示，在本发明所述方法中使用的对中装置,包括：对中套管5和爪锚7，所述对中套管5固定在所述隔离套管9的外侧；所述爪锚7的一端固定在所述对中套管5上，所述爪锚7的长度设计为：在使用过程中，所述爪锚7的自由端与所述钻孔1的孔壁接触，用于限定所述锚索2在所述钻孔1中的位置，所述爪锚7为3个，均匀分布并固定在所述对中套管5上；所述对中装置还包括螺栓6，将所述对中套管5固定在所述隔离套管9上，固定方式为：所述对中套管5上设置有孔，所述孔具有内螺纹结构，所述螺栓6与所述孔的内螺纹结构旋合锁紧，并与所述隔离套管9接触，将所述对中套管6固定在所述隔离套管9的外侧，防止所述对中套管6上下滑动。本发明采用所述对中装置使所述锚索2始终位于钻孔的中心位置，保证了所述锚索2的直线度，有利于所述锚索2作用的充分发挥。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一、制作锚索，在所述锚索的非锚固段上设置隔离套管，所述隔离套管与所述锚索的锚固段密封连接；
步骤二、在煤矿巷道底板进行钻孔，将所述锚索放入所述钻孔中，并在所述钻孔内靠近孔口的位置安装封口器；
步骤三、在锚索全长范围内进行一次高压注浆；
步骤四、待浆液凝固后，使用涨拉设备对所述锚索进行高压预紧，至设定的预紧值。
2.如权利要求1所述的煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，在步骤二中将所述锚索放入所述钻孔之前还包括步骤：在所述隔离套管的外侧等间距固定若干对中装置。
3.如权利要求2所述的煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，相邻两个所述对中装置之间的距离为1-1.5米。
4.如权利要求3所述的煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，步骤四中对所述锚索进行涨拉前还包括步骤：在所述钻孔外部安装托盘，所述托盘后侧安装锚具，所述锚具上具有通孔，所述通孔中具有夹片，所述锚索非锚固段的自由端从所述通孔中穿出。
5.如权利要求4所述的煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，所述隔离套管为塑料管。
6.如权利要求5所述的煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，所述隔离套管的管壁厚度为0.5-2毫米。
7.如权利要求6所述的煤矿巷道底板加固方法，其特征在于，所述锚索长度为3-6米，其中，所述锚固段长度为1-2米。
8.一种在权利要求1-7中任意一种所述方法中使用的对中装置，其特征在于，包括：
对中套管，固定在所述隔离套管上；
爪锚，其一端固定在所述对中套管上，所述爪锚的长度设计为：在使用过程中所述爪锚的自由端与所述钻孔的孔壁相接触。
9.如权利要求8所述的对中装置，其特征在于，还包括螺栓，所述对中套管上设置有孔，所述孔具有内螺纹结构，所述螺栓与所述孔的内螺纹结构旋合并与所述隔离套管接触，将所述对中套管固定在所述隔离套管的外侧。
10.如权利要求9所述的对中装置，其特征在于，所述爪锚为3个，均匀分布在所述对中套管上。
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| CN2012104836634A CN102937028A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种煤矿巷道底板加固方法及对中装置 |
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| CN2012104836634A CN102937028A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种煤矿巷道底板加固方法及对中装置 |
Publications (1)
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| CN2012104836634A Pending CN102937028A (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种煤矿巷道底板加固方法及对中装置 |
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- 2012-11-23 CN CN2012104836634A patent/CN102937028A/zh active Pending
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