CN104405423A - 矿用注浆锚索 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下注浆技术领域，具体为一种注浆锚索，包括一圆钢，所述圆钢外周与8根钢绞线的一端固定，所述8根钢绞线旋扭后构成中空锚索，所述中空锚索内设置有注浆管，所述注浆管伸入到位于中空锚索后端圆钢处的一端封闭、其另一端穿出中空锚索且设置成内螺纹结构，所述注浆管的另一端通过螺纹连接有快接母头，所述注浆管的中后部分布有筛孔；当所述中空锚索通过锥形外置式注浆塞密封固定于煤壁上的注浆口处，所述中空锚索上依次设置有锚具、球形垫和托盘，所述托盘挤压锥形外置式注浆塞的大端部。通过注浆芯管对围岩注浆，并利用锚索锁具预紧，施工工艺方便可靠，实现了锚注一体，提高了锚索的承载力和支护效果。

Description

矿用注浆锚索

技术领域

本发明属于煤矿井下注浆技术领域，具体为一种联通煤、岩体内部裂隙和外部注浆机具的注浆锚索。

背景技术

在矿井煤炭开采过程中，随着采高增加，巷道尺寸增大，巷道维护遇到了很大的困难。注浆加固是一种非常有效的支护手段，然而注浆加固的设备、工艺等仍然处于改进摸索阶段，其中对于注浆管的研究也在不断进行中。以往的注浆管一般采用的是中空金属管，或者中空塑料管，或者二者相结合的方式。这几种注浆管存在一定的问题，一是注浆管自身抗拉、抗剪强度不高；二是不能像锚索一样在端部锚固，尤其是在带有一定仰角的钻孔施工时，在注浆压力下，注浆管容易脱落，给作业人员的安全带来一定的威胁；三是无法施加预紧力，控制帮、顶效果不佳。而在井下注浆过程中，煤壁内部的裂隙通常是比较小的，并且裂隙贯通性差，注浆压力往往较高，可达8-10MPa，因此，防止注浆管脱落甚至射出，保证作业人员安全，并起到良好的控制顶、帮的作用，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决注浆管存在的上述问题，有效的结合锚索的锚固性能和注浆管的注浆用途，提供了一种联通煤壁裂隙和注浆机具的新型注浆锚索。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种矿用注浆锚索，包括一圆钢，所述圆钢外周与8根钢绞线的一端固定，所述8根钢绞线旋扭后构成中空锚索，所述中空锚索内设置有注浆管，所述注浆管伸入到位于中空锚索后端圆钢处的一端封闭、其另一端穿出中空锚索且设置成内螺纹结构，所述注浆管的另一端通过螺纹连接有快接母头，所述注浆管的中后部分布有筛孔；当所述中空锚索通过锥形外置式注浆塞密封固定于煤壁上的注浆口处，所述中空锚索上依次设置有锚具、球形垫和托盘，所述托盘挤压锥形外置式注浆塞的大端部。

上述的注浆锚索外观与普通锚索一致，可以直接用锚杆钻机进行施工作业。

上述的注浆锚索设计长度为6-8m，设计为中空结构，主要原因是要满足注浆要求。分为外锚固段、注浆锚固段和树脂锚固段，所述树脂锚固段长为1500mm。

上述的注浆锚索外端头设计为一个内径19mm的快插母头，可以将外部注浆枪端头加工为内径19mm的公头，直接快速连接即可进行注浆作业。

上述的注浆锚索在内端头设计为封闭结构，主要原因是使锚索体内浆液压力分布均匀，可以更好地填充煤层内部裂隙。

上述的注浆锚索公称直径为22mm，极限荷载下总应变＞2%，其中锚具效率系数＞0.95，托盘承载力＞340KN，拉拔力＞238KN，绞线最大力＞350KN。强度高、锚固长度长、能把预加的张拉力传递到深部较稳定的岩层。

注浆锚索的安装和使用主要包括四个工序：打孔、锚固、张拉、注浆。

在煤壁上打注浆孔，孔深8m，按先后顺序将超快或快速树脂药卷和中速树脂药卷送入孔内，树脂锚固长度1500mm，用注浆锚索将树脂药卷送入孔底，用搅拌连接器将锚索与钻机连接起来，开动钻机边搅拌边推进，搅拌20-30秒，将锚索送入孔底，不落钻机停转，等待1-2分钟，落下钻机，卸下搅拌连接器，完成注浆锚索的树脂锚固段，树脂药卷锚固需养护1小时，再依次安装外置式止浆塞、球形垫、托盘和锚具，通过锚具的固定作用，使得托盘紧紧挤压外置式止浆塞的大端部，并使中空锚索最后外露100mm左右，完成外锚固段。之后进行张拉，挂上张拉千斤顶，开泵进行第一次张拉，当外置式止浆塞完全被压入注浆钻孔后，停止张拉，检查封孔情况是否密实，否则可加合适直径的钢管或硬质塑料管重复张拉封孔直至密实，将千斤顶复位，再开泵进行第二次张拉，观测压力表读数，张拉至100KN，停止张拉，卸下千斤项。

进行注浆前，先卸下中空锚索头部的丝堵，安装上快接母头，将注浆枪端头通过公头与注浆锚索的快插母头连接，慢慢扭紧注浆器，然后用注浆枪将注浆器与注浆泵进行连接，连接可靠后方可开始注浆。浆液由注浆管进入，通过注浆管中后部的筛孔流出，经过中空锚索的钢绞线之间的间隙进入煤层间隙。注浆完毕后，卸压，然后拆下注浆枪和注浆器，将丝堵重新安装到注浆锚索头部止浆。

优选的，为了防止在中空锚索外安装外置式止浆塞、托盘、锚具时把中空锚索内的注浆管压坏，注浆管的前部外周设置有护管套，用于保护注浆管。

由上述可见，本注浆锚索的发明使用可以有效解决锚注合一的问题。使原破碎的煤体通过水泥浆液胶结成整体，更利于巷道围岩及永久支护的长期稳定。和传统的注浆方式相比，中空注浆锚索通过注浆芯管对围岩注浆，并利用锚索锁具预紧，施工工艺方便可靠，实现了锚注一体，提高了锚索的承载力和支护效果。矿用注浆锚索用于受采动影响的巷道、软弱岩层和破碎带巷道围岩控制和巷道支护及维护，效果明显。

本发明针对现存注浆管存在的问题而设计的中空注浆锚索，既可以像普通锚索一样进行锚固、施加预紧力，保障安全，同时其通过整根锚索体进行浆液扩散的方式，能够更好地填充裂隙，改善注浆效果，具有很大的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是图1的A-A剖视图。

图中，1-中空锚索，2-锚具，3-球形垫，4-托盘，5-外置式止浆塞，6-锁箍，7-注浆管，8-护管套，9-圆钢，10-钢绞线，11-丝堵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种矿用注浆锚索，如图1、2所示，包括一圆钢9，所述圆钢9外周与8根钢绞线10的一端固定，所述8根钢绞线10旋扭后构成中空锚索1。

所述中空锚索1内设置有注浆管7，所述注浆管7伸入到位于中空锚索1后端圆钢9处的一端封闭、其另一端穿出中空锚索1且设置成内螺纹结构，所述注浆管7的另一端通过螺纹连接有快插母头，所述注浆管7的中后部分布有筛孔；注浆锚索外端头设计为一个内径19mm的快插母头，可以将外部注浆枪端头加工为内径19mm的公头，直接快速连接即可进行注浆作业。注浆锚索在内端头设计为封闭结构，主要原因是使锚索体内浆液压力分布均匀，可以更好地填充煤层内部裂隙。注浆管上的筛孔用于浆液流出。

当所述中空锚索1通过锥形外置式注浆塞5密封固定于煤壁上的注浆口处，所述中空锚索1上依次设置有锚具2、球形垫3和托盘4，所述托盘4挤压锥形外置式注浆塞5的大端部。

所述注浆管7的前部外周设置有护管套8，防止在中空锚索1外安装外置式止浆塞5、托盘4、锚具2时把中空锚索1内的注浆管7压坏。外置式止浆塞5的细端部可以通过锁箍6固定于中空锚索1的外周。

如图1所示，该注浆锚索长6-8m，分为外锚固段、注浆锚固段和树脂锚固段，所述树脂锚固段长为1500mm。通过注浆芯管对围岩注浆，并利用锚索锁具预紧，施工工艺方便可靠，实现了锚注一体，提高了锚索的承载力和支护效果，在受采动影响的巷道、软弱岩层和破碎带巷道围岩控制和巷道支护及维护中，效果明显。

注浆锚索公称直径为22mm，极限荷载下总应变＞2%，其中锚具效率系数＞0.95，托盘承载力＞340KN，拉拔力＞238KN，绞线最大力＞350KN。强度高、锚固长度长、能把预加的张拉力传递到深部较稳定的岩层。

Claims (4)

1.一种矿用注浆锚索，其特征在于：包括一圆钢（9），所述圆钢（9）外周与8根钢绞线（10）的一端固定，所述8根钢绞线（10）旋扭后构成中空锚索（1），所述中空锚索（1）内设置有注浆管（7），所述注浆管（7）伸入到位于中空锚索（1）后端圆钢（9）处的一端封闭、其另一端穿出中空锚索（1）且设置成内螺纹结构，所述注浆管（7）的另一端通过螺纹连接有快插母头，所述注浆管（7）的中后部分布有筛孔；当所述中空锚索（1）通过锥形外置式注浆塞（5）密封固定于煤壁上的注浆口处，所述中空锚索（1）上依次设置有锚具（2）、球形垫（3）和托盘（4），所述托盘（4）挤压锥形外置式注浆塞（5）的大端部。

2.根据权利要求1所述的矿用注浆锚索，其特征在于：所述注浆管（7）的前部外周设置有护管套（8）。

3.根据权利要求2所述的矿用注浆锚索，其特征在于：该注浆锚索长6-8m，分为外锚固段、注浆锚固段和树脂锚固段，所述树脂锚固段长为1500mm。

4.根据权利要求3所述的矿用注浆锚索，其特征在于：注浆锚索公称直径为22mm，极限荷载下总应变＞2%，其中锚具效率系数＞0.95，托盘承载力＞340KN，拉拔力＞238KN，绞线最大力＞350KN。