CN103410543A - 一种让压内注浆锚索 - Google Patents

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Abstract

一种让压内注浆锚索，包括中空内注浆索体、锚索托盘、锚索索具和让压管，中空内注浆索体由多股钢绞线编绕中空橡胶注浆芯管而成，中空橡胶注浆芯管上每间隔距离就钻有多组出浆孔，每组出浆孔位置处的多股钢绞线加工成蜂巢状出浆段，中空内注浆索体尾部设有锚固剂搅拌头；让压管为一个中部向外凸起鼓出呈弧状的特制钢管，其穿套在中空内注浆索体上，且设在锚索托盘和锚索锁具之间，让压管的屈服载荷低于索体钢绞线的屈服载荷。本发明通过实现巷道围岩深部注浆加固与让压支护耦合一体化的效果，既能增加浆液的扩散范围和加固作用，又能在锚索受到较大围岩变形压力时及时地让压，避免锚索被拉断失效，能够有效提高大变形巷道围岩的稳定性。

Description

一种让压内注浆锚索
技术领域
本发明涉及一种让压内注浆锚索，尤其是适用于矿山井巷、隧道等岩土工程锚固支护技。
背景技术
随着大规模矿山开采和开采深度的加大，深部高应力极软岩巷道支护问题日益突出。这类巷道由于受到高地应力、软弱碎胀性围岩、采动影响以及围岩长时间持续流变的影响，巷道的受力状况严重恶化，巷道围岩不可避免的表现出大变形的特征，巷道破坏十分严重，其支护和维护问题已成为严重制约我国煤矿安全高效生产的一个主要瓶颈。
研究表明，对于上述复杂难支护的大变形巷道而言，为了能够有效地维护其围岩稳定，须从两个方面来考虑支护原理：一方面是从支护系统本身来考虑，要求支护系统必须去适应巷道围岩的变形和压力，即支护系统须具有能够让掉一部分不可控制的围岩变形的功能，通过容许巷道围岩产生一定量的变形，使得围岩中的能量得到一定程度的释放，即卸载作用，从而减轻了支护系统受到的围岩压力，避免支护系统的失效；另一方面是从提高围岩自身承载能力的角度来考虑，即采用基于主动支护原理的“锚注支护”技术，其通过利用锚杆(索)内腔兼作注浆管，将锚杆(索)和注浆合二为一，既注浆加固了围岩，提高了围岩的自承能力，又为锚杆(索)提供了可靠的着力基础。
基于以上支护原理，在目前的实际现场工程实践中，通常首先采取“锚喷”支护技术来进行初次支护，使得巷道围岩有一段时间充分地卸压；当围岩中的裂隙结构充分扩展、发育后，再采用“锚注”支护技术来加固围岩，实现永久支护。显然，现有的这种巷道支护方案施工工序十分复杂，且支护成本很高。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构紧凑、稳定性强、可减化施工工序的让压内注浆锚索。
技术方案：本发明的让压内注浆锚索，包括中空内注浆索体、锚索托盘、锚索索具和让压管，所述的中空内注浆索体由中空橡胶注浆芯管、缠绕在中空橡胶注浆芯管上的多股钢绞线构成，所述的中空橡胶注浆芯管上钻有多组交叉成90°的出浆孔，每组出浆孔的孔距为50mm，每组出浆孔位置处的多股钢绞线隆起，呈蜂巢状出浆段，所述中空内注浆索体的尾部设有带爪头的锚固剂搅拌头；所述的让压管为一个中部向外凸起鼓出呈弧状的特制钢管，让压管穿套在中空内注浆索体上，位于锚索托盘和锚索锁具之间，让压管的屈服载荷低于索体钢绞线的屈服载荷。
所述多组出浆孔的间隔距离为300~400mm；所述的中空内注浆索体尾部的中空橡胶注浆芯管比钢绞线长100~200mm；所述的让压管长度为80mm~120mm，中部凸起鼓出的弧度为55～65°。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与已有技术相比：①可实现巷道围岩深部注浆加固与让压支护耦合一体化的效果，既能增加浆液的扩散范围和加固作用，又能有效地避免锚索在受到较大围岩变形压力时被拉断失效，能够有效地确保巷道围岩的长期稳定性；②克服了传统的让压支护方案与锚注支护方案分别实施的缺陷，极大地简化了支护方案的施工工序，加快了巷道进尺，同时显著地降低了复杂困难条件下大变形巷道的支护和维护成本，能够有效地提高矿井生产效率与经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中B局部结构放大图；
图3为图1中A—A截面结构图；
图4为本发明的让压管三维结构示意图。
图中：1—中空橡胶注浆芯管；2—锚索锁具；3—铁垫圈；4—让压管；5—锚索托盘；6—中空内注浆索体；7—锚固剂搅拌头；8—蜂巢状出浆段；9—钢绞线；10—出浆孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明让压内注浆锚索，主要由中空内注浆索体6、锚索托盘5、锚索索具2和让压管4构成，所述的中空内注浆索体6由中空橡胶注浆芯管1、缠绕在中空橡胶注浆芯管1上的多股钢绞线9构成，所述的中空橡胶注浆芯管1上钻有多组交叉成90°的出浆孔10，所述多组出浆孔10的间隔距离为300~400mm。每组出浆孔10的孔距为50mm，每组出浆孔10位置处的多股钢绞线9隆起，呈蜂巢状出浆段8，如图3所示；所述中空内注浆索体6的尾部设有带爪头的锚固剂搅拌头7，中空内注浆索体6尾部的中空橡胶注浆芯管1比钢绞线9长100~200mm，如图2所示。所述的让压管4为一个长度为80mm~120mm，中部凸起鼓出的弧度为55～65°的特制钢管，如图4所示，让压管4的屈服载荷低于索体钢绞线9的屈服载荷，让压管4穿套在中空内注浆索体6上，位于锚索托盘5和锚索锁具2之间，通过铁垫圈3分别与锚索托盘5和锚索锁具紧密接触。
工作原理及使用过程：在中空橡胶注浆芯管1上每隔300mm~400mm钻有一组出浆孔10，出浆孔10孔距为50mm，各孔交叉成90°，以便浆液能注入杆体周围360°范围内的岩体内，在每组出浆孔10位置处缠绕多股呈蜂巢状出浆段8隆起的钢绞线9；巷道开掘以后，首先采用锚索钻机在围岩中打锚索钻孔，在钻孔中放入树脂药卷，利用让压内注浆锚索将树脂药卷送至钻孔孔底，并利用钻机进行搅拌，边搅拌边送入；通过树脂药卷锚固剂将让压内注浆锚索的尾部锚固住，并采用快硬水泥药卷封住锚索钻孔口，以便于后期注浆时漏浆；待树脂药卷凝固以后，依次安装锚索托盘5、铁垫圈3、让压管4、铁垫圈3和锚索锁具2，最后施加预应力；将注浆管路让压内注浆锚索连接好，进行注浆作业，以便于浆液能注入杆体周围360°范围内的岩体，每孔注浆时间为3~5min，注浆压力控制在1.0~3.0MPa。当巷道围岩发生变形时，由于让压管4的屈服载荷低于索体钢绞线的屈服载荷，因此让压管4首先被压扁，锚索索体开始受载，给围岩提供了一定的变形空间，使围岩内部积聚的不可抗拒的变形能得到一定程度的释放，从而避免锚索被拉断失效，有利于维持巷道围岩的稳定。另一方面，当巷道围岩在释放一部分的变形能以后，围岩内部的节理裂隙将得到充分地发展，裂隙网络贯通，此时通过锚索中的中空橡胶注浆芯管进行注浆，浆液能够充分地注入并扩散至巷道围岩的深部破碎区，将深部破碎围岩胶结成一个整体，提高围岩自身承载能力。此外，蜂巢状注浆段8不仅有利于浆液从中空橡胶注浆芯管喷射出，而且蜂巢形状注浆段8在浆液凝固后能增大锚索的锚固力，同时锚索体周围的浆液凝固后可实现锚索的全长锚固，进而显著提高锚索的锚固能力。在出浆孔处的钢绞线索体加工成蜂巢状出浆段8，以保证锚固浆液充满钻孔，同时提高锚索的锚固性能，索体尾部为带有爪头的锚固剂搅拌头7，方便锚固剂推入锚索孔中和锚固剂的充分搅拌；特制钢管穿套在中空内注浆索体6上，且设在锚索托盘和锚索锁具之间，能提供50mm~100mm的让压变形空间，让压管4的屈服载荷低于索体钢绞线的屈服载荷，以确保当锚索受力较大时让压管首先发生变形，让压管两端各设有一个铁垫圈以使其受压均衡。

Claims (4)

1.一种让压内注浆锚索，包括中空内注浆索体(6)、锚索托盘(5)、锚索索具(2)和让压管(4)，其特征在于：所述的中空内注浆索体(6)由中空橡胶注浆芯管(1)、缠绕在中空橡胶注浆芯管(1)上的多股钢绞线(9)构成，所述的中空橡胶注浆芯管(1)上钻有多组交叉成90°的出浆孔(10)，每组出浆孔(10)的孔距为50mm，每组出浆孔(10)位置处的多股钢绞线(9)隆起，呈蜂巢状出浆段(8)，所述中空内注浆索体(6)的尾部设有带爪头的锚固剂搅拌头(7)；所述的让压管(4)为一个中部向外凸起鼓出呈弧状的特制钢管，让压管(4)的屈服载荷低于索体钢绞线(9)的屈服载荷，让压管(4)穿套在中空内注浆索体(6)上，位于锚索托盘(5)和锚索锁具(2)之间。
2.根据权利要求1所述的让压内注浆锚索，其特征在于：所述多组出浆孔(10)的间隔距离为300~400mm。
3.根据权利要求1所述的让压内注浆锚索，其特征在于：所述的中空内注浆索体(6)尾部的中空橡胶注浆芯管(1)比钢绞线(9)长100~200mm。
4.根据权利要求1所述的让压内注浆锚索，其特征在于：所述的让压管(4)长度为80mm~120mm，中部凸起鼓出的弧度为55～65°。
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