CN105257326A - 一种恒阻延长锚索和o型封孔器配合支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，包括以下步骤：将O型封孔器套装于恒阻延长锚索上，预留于钻孔口附近；将恒阻延长锚索的锚固端锚固于锚固基岩上；通过中空O型封孔器注浆形成注浆层以加固裂隙。本发明有益效果：将恒阻延长锚索的恒阻延展性能和O型封孔器的灵活高效注浆加固性能同时引入岩土工程支护体系，可以形成锚索支护体系，既能恒阻大变形释放岩土工程中的集中应力，又能通过合适时机注浆加固使得锚索支护体系具备稳定锚固基点和将破碎裂隙的围岩体形成新的稳固整体围岩，可以应用于煤矿井工巷道支护、隧道支护、坝体支护、涵洞支护或边坡支护等岩土工程支护。

Description

一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法

技术领域

本发明涉及一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法。

背景技术

随着巷道支护技术不断地提高与创新，锚固理论水平的不断发展，巷道锚杆(索)支护预应力锚固技术应用技术水平也在不断地提高，现在广泛应用在隧道、建筑、矿山等诸多地下工程领域。随着经济的快速发展，社会对能源的需求量日益增加，而浅部易采资源日趋枯竭，无法满足经济发展的需要，因此矿山的规模正在不断地扩大，矿井也逐渐向深部快速推进，目前国内外矿山都在进行深部资源的开发。传统的锚杆(索)支护技术已无法适应深部巷道稳定性控制的要求，支护体系具有高弹性能、变形量大或支护体系围岩破碎等问题；现逐渐将恒阻延长锚杆(索)和注浆锚杆(索)技术应用于矿井施工中，为安全、快速、经济地掘进巷道(隧道)提供了一条有效途径。

恒阻延长式锚杆(索)的恒阻延展性可以有效释放岩土工程中的集中应力，例如释放软岩大变形的软岩膨胀压力、释放冲击地压的冲击能量、释放岩爆的岩石巨大弹性能量、释放煤与瓦斯突出的弹性能和释放边坡治理工程中边坡滑移力等。注浆锚杆(索)可以增加锚杆(索)的锚固力，使其具备稳定锚固基点，同时注浆液体可以加固围岩裂隙使破碎锚固体围岩形成新的稳固整体围岩；调整注浆原料或时机等可以获得新的稳定支护体系。

在此背景技术下，研发设计出一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法很好地解决了上述问题，锚杆(索)支护体系既能恒阻变形释放岩土工程中的集中应力，又能通过合适时机注浆加固使得锚杆(索)支护体系具备稳定锚固基点和将破碎裂隙的围岩体形成新的稳固整体围岩。

发明内容

本发明提出一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，解决了现有技术上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，包括以下步骤：

将O型封孔器套装于恒阻延长锚索上，预留于钻孔口附近；

将恒阻延长锚索的锚固端锚固于锚固基岩上；

通过中空O型封孔器注浆形成注浆层以加固裂隙。

进一步地，锚固基岩为不稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，将恒阻延长锚索锚固端锚固于锚固基岩上的步骤具体为：

采用树脂药卷将恒阻延长锚索的锚固端锚固于锚固基岩上；

利用支护体系的形变力拉动树脂药卷所在锚固点的锚固基岩，制造锚固点附近的人工裂隙。

进一步地，锚固基岩为稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，将恒阻延长锚索锚固端锚固于锚固基岩上的步骤具体为：

采用树脂药卷将恒阻延长锚索的锚固端锚固于锚固基岩上；

利用恒阻延长锚索的恒阻泄压性能将支护体系的高弹性能和冲击动力泄压释放，同时在锚固点与恒阻延长锚索之间的围岩内制造人工裂隙。

进一步地，锚固基岩为不稳定岩层、支护体系围岩为有裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，还包括以下步骤：

在锚固点与恒阻延长锚索之间的围岩内制造人工裂隙；

在人工裂隙附近范围内施工二次注浆辅助孔，通过二次注浆形成二次注浆层加固围岩内部人工裂隙。

优选地，注浆的材料为水泥、水玻璃、混凝土、树脂材料、高分子材料和/或聚氨酯。

本发明的有益效果为：

本发明所述的恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，将恒阻延长锚索的恒阻延展性能和O型封孔器的灵活高效注浆加固性能同时引入岩土工程支护体系，可以形成锚索支护体系，既能恒阻大变形释放岩土工程中的集中应力，又能通过合适时机注浆加固使得锚索支护体系具备稳定锚固基点和将破碎裂隙的围岩体形成新的稳固整体围岩，可以应用于煤矿井工巷道支护、隧道支护、坝体支护、涵洞支护或边坡支护等岩土工程支护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法的安装示意图；

图2为实施例1中的软岩锚固端预裂滞后注浆支护方法工作原理示意图；

图3为实施例2中的高应力围岩预裂泄压滞后注浆支护方法工作原理示意图；

图4为实施例3中的破碎围岩直接注浆支护方法工作原理示意图；

图5为实施例4中的破碎围岩多次注浆支护方法工作原理示意图。

图中：

1、恒阻延长锚索；2、O型封孔器；3、树脂药卷；4、锚固基岩；5、注浆层；6、二次注浆辅助孔；7、二次注浆层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明所述的一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，包括以下步骤：

将O型封孔器2套装于恒阻延长锚索1上，预留于钻孔口附近；

将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4上；

通过中空O型封孔器2注浆形成注浆层5以加固裂隙。

其中，O型封孔器2具体可以是申请号为201420491925.6，名称为一种O型高压封孔器的封孔器。

其中，锚固基岩4为不稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，将恒阻延长锚索1锚固端锚固于锚固基岩4上的步骤具体为：

采用树脂药卷3将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4上；

利用支护体系的形变力拉动树脂药卷3所在锚固点的锚固基岩4，制造锚固点附近的人工裂隙。

树脂药卷3是粘结锚固材料，它由高性能不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂、填料和其他化学助剂等组成，一般为双组份包装。使用时利用专门机具与锚杆进行搅拌安装，两组份均匀混合后可以快速固化并获得很高的粘结锚固力、优异的材料力学性能。它与不同材质的锚杆配合，使用在各类锚固基体中岩石、混凝土均可获得高度的安全可靠性、耐久性、经济性，是机械锚固所不可比拟的。

其中，锚固基岩4为稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，将恒阻延长锚索1锚固端锚固于锚固基岩4上的步骤具体为：

采用树脂药卷3将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4上；

利用恒阻延长锚索1的恒阻泄压性能将支护体系的高弹性能和冲击动力泄压释放，同时在锚固点与恒阻延长锚索1之间的围岩内制造人工裂隙。

其中，锚固基岩4为不稳定岩层、支护体系围岩为有裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，还包括以下步骤：

在锚固点与恒阻延长锚索1之间的围岩内制造人工裂隙；

在人工裂隙附近范围内施工二次注浆辅助孔6，通过二次注浆形成二次注浆层7加固围岩内部人工裂隙。

其中，优选地，注浆的材料为水泥、水玻璃、混凝土、树脂材料、高分子材料和/或聚氨酯。

为了更好地说明本发明所述的一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，举例如下：

实施方式1：

锚固点锚固基岩4为不稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力；采用树脂药卷3将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4(锚固力小于恒阻延长锚索1恒阻泄压力)，利用支护体系形变力拉动树脂药卷3锚固点锚固基岩4制造锚固点附近的人工裂隙后，通过中空O型封孔器2滞后注浆形成注浆层5加固锚固基点裂隙形成大头锥形稳固锚固点；使注浆后的恒阻延长锚索的锚固力大于恒阻延长锚索恒阻泄压力，使得支护体系具备恒阻泄压性能和稳固锚固基点性能。此实施方式适用于软岩地质构造、致密岩层高应力地质构造或锚固力不足的岩土工程。

实施方式2：

锚固点锚固基岩4为稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力；采用树脂药卷3将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4(锚固力大于恒阻延长锚索1恒阻泄压力)，利用恒阻延长锚索1的恒阻泄压性能将支护体系的高弹性能和冲击动力泄压释放，同时在锚固点与恒阻延长锚索1之间的围岩内制造人工裂隙后，通过中空O型封孔器2滞后注浆形成注浆层5加固围岩内部人工裂隙，形成恒阻释放弹性能滞后注浆加固的稳定支护体系。此实施方式适用于冲击倾向地质构造(冲击地压岩土工程、煤与瓦斯突出岩土工程)或高应力地质构造的岩土工程。例如，原岩高应力工程(断层地段、褶皱地段、高瓦斯突出地段或大埋深地段)，采动影响应力集中工程(巷道群应力集中地段、采空区应力转移地段或孤岛工作面应力集中地段等)。

实施方式3：

锚固点锚固基岩4为不稳定岩层、支护体系围岩为有裂隙破碎岩层并无弹性能冲击动力；采用中空O型封孔器2直接注浆形成注浆层5加固围岩内部裂隙，通过注浆工艺加固锚固基点4裂隙形成人工制造大头锥形稳固锚固点，将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4(锚固力大于恒阻延长锚索1恒阻泄压力)，最后利用恒阻延长锚索1的恒阻泄压性能，形成恒阻泄压和注浆加固的稳定支护体系。此实施方式适用于破碎地质构造或二次修巷的岩土工程。例如，原岩破碎工程(断层破碎地段或褶皱破碎地段等)，采动影响地质破碎工程(巷道返修破碎地段或采空区压裂破碎地段等)。

实施方式4：

锚固点锚固基岩4为不稳定岩层、支护体系围岩为有裂隙破碎岩层并有弹性能冲击动力；采用中空O型封孔器2直接注浆形成注浆层5加固围岩内部裂隙，通过注浆工艺加固锚固基点裂隙形成人工制造大头锥形稳固锚固点，将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于基岩(锚固力小于恒阻延长锚索恒阻泄压力)，利用支护体系形变力拉动人工制造大头锥形锚固点基岩制造锚固点附近的人工裂隙后，同时利用恒阻延长锚索1的恒阻泄压性能将支护体系的高弹性能和冲击动力泄压释放，在锚固点与恒阻延长锚索1之间的围岩内制造人工裂隙后；在人工裂隙附近范围内施工二次注浆辅助孔6，通过二次注浆7工艺加固围岩内部人工裂隙形成人工制造更大范围的大头锥形稳固锚固点(锚固力大于恒阻延长锚索恒阻泄压力)，最后形成恒阻释放弹性能多次注浆加固的稳定支护体系。此实施方式适用于破碎高应力地质构造或二次修巷高应力的岩土工程。例如，原岩破碎高应力工程(断层破碎高应力地段或褶皱破碎高应力地段等)，采动影响地质破碎高应力工程(巷道返修破碎高应力地段或采空区压裂破碎高应力地段等)。

实施方式5：

上述注浆5材料分为水泥、水玻璃、混凝土等无机材料和树脂材料、高分子材料、聚氨酯等有机材料，不同岩层构造和应用范围选择不同注浆材料加固。例如岩层为遇水膨胀性软岩需隔水处理时，注浆材料选用无水组分的高分子材料、树脂材料或聚氨酯材料注浆；例如岩层为快速变形软岩巷道需要快速成巷形成支护体系时，注浆材料选用快速固化上强度的高分子材料、树脂材料或聚氨酯材料注浆；例如岩层为高弹性能冲击岩层需要缓冲材料吸能处理时，注浆材料选用具有吸能性能、柔软粘性的高分子材料、树脂材料或聚氨酯材料注浆；例如巷道成形为隧道、涵洞或边坡等永久性百年工程时，锚固端选用树脂材料锚固，注浆材料选用传统稳定的水泥、混凝土、水玻璃等稳定的无机材料，保证支护体系的永久稳定性。

实施方式6：

支护体系的围岩体为煤与瓦斯突出岩层，并具有弹性能冲击动力；采用树脂药卷3将恒阻延长锚索1的锚固端锚固于锚固基岩4(锚固力大于恒阻延长锚索恒阻泄压力)，利用恒阻延长锚索1的恒阻泄压性能将支护体系的煤与瓦斯突出的高弹性能和冲击动力泄压释放，同时在锚固点与恒阻延长锚索1之间的围岩内制造人工裂隙后，通过中空O型封孔器2滞后注浆形成注浆层5加固围岩内部人工裂隙，形成恒阻释放弹性能滞后注浆加固的稳定支护体系，注浆时机通过监测裂隙瓦斯涌出量、围岩应力、锚索受力、恒阻锚索恒阻位移量和顶板离层量等综合指标确定。

实施方式7：

上述恒阻延长锚索1和O型封孔器2配合支护方法的施工质量、注浆时机和裂隙状况，通过顶板离层仪、锚索测力计、地应力监测仪和瓦斯检测仪等测定综合分析。顶板离层仪深基点监测锚固点以外1米处顶板离层位移量，浅基点监测锚固点以内1米处顶板离层位移量或监测恒阻延长锚索1的相对位移量；锚索测力计监测恒阻延长锚索1受力状况；地应力监测仪分别检测锚固点以外1米处和锚固点以内1米处围岩应力状况；瓦斯检测仪分别施工段上下风口处监测瓦斯相对涌出量；根据上述仪器监测结果综合分析掌握恒阻延长锚索1和O型封孔器2配合支护方法的施工质量、注浆时机和裂隙状况等。

实施方式8：

上述各监测仪器设定合理报警阀值，对支护体系合理监测报警、分析支护体系支护状况，判断恒阻延长式锚索1锚固状况、裂隙分布状况等，最终在支护体系动态变化中合理选择时机注浆，保障支护过程动态监测和动态支护(O型封孔器2滞后注浆补强支护或补打恒阻延长式锚索1加强支护等动态支护工艺)。

本发明所述的恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，将恒阻延长锚索1和O型封孔器2配合使用应用于煤矿井工巷道支护、隧道支护、坝体支护、涵洞支护或边坡支护等岩土工程支护治理，同时利用顶板离层仪、锚索测力计、地应力监测仪和瓦斯检测仪等测定综合分析支护治理效果；有效的解决了普通锚杆(索)支护体系岩土工程中的集中应力无法释放问题和普通注浆锚索无法灵活选取注浆时机加固锚杆(索)支护体系，使其具备稳定锚固基点和将破碎裂隙的围岩体形成新的稳固整体围岩。将恒阻延长锚索1的恒阻延展性能和O型封孔器2的灵活高效注浆加固性能同时引入岩土工程支护体系，使得支护体系获得即能恒阻让压又有稳定锚固点的新型动态稳定支护体系。

本发明的主要优点体现在以下几点：

1、岩土工程支护体系具备恒阻让压性能，可以释放集中应力；

2、岩土工程支护体系具备灵活高效注浆加固性能，可以加固形成稳定锚固基点和将破碎裂隙的围岩体形成新的稳固整体围岩；

3、各监测仪器综合监测分析掌握恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法的施工质量、注浆时机和裂隙状况等，对支护体系动态监测管理；

4、软岩支护岩土工程或类似疑难治理岩土工程，此治理方法可以在锚固端人工制造裂隙后滞后注浆，在锚固基点形成注浆大头稳固支护体系，控制岩体工程形变减少返修工程；

5、冲击动力支护岩土工程或类似疑难治理岩土工程，此治理方法可以对锚固点以内围岩体恒阻释放集中应力，杜绝冲击事故或集中应力突然释放事故产生，保障安全生产需求；

6、此治理方法可以动态跟踪治理岩土工程，省去二次软岩加固工程和冲击类岩土工程人工泄压工程(钻孔泄压工程、爆破泄压工程或保护层泄压工程等)，在动态监测中根据综合监测数据分析支护体系支护状况，判断恒阻延长式锚索1锚固状况、裂隙分布状况等，最终在支护体系动态变化中合理选择时机注浆加固或补强加固等，保障支护过程动态监测和动态支护，即：O型封孔器2滞后注浆补强支护或补打恒阻锚索加强支护等动态支护工艺，使支护体系在动态中保持稳定支护状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

将O型封孔器(2)套装于恒阻延长锚索(1)上，预留于钻孔口附近；

将恒阻延长锚索(1)的锚固端锚固于锚固基岩(4)上；

通过中空O型封孔器(2)注浆形成注浆层(5)以加固裂隙。

2.根据权利要求1所述的恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，其特征在于，锚固基岩(4)为不稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，将恒阻延长锚索(1)锚固端锚固于锚固基岩(4)上的步骤具体为：

采用树脂药卷(3)将恒阻延长锚索(1)的锚固端锚固于锚固基岩(4)上；

利用支护体系的形变力拉动树脂药卷(3)所在锚固点的锚固基岩(4)，制造锚固点附近的人工裂隙。

3.根据权利要求1所述的恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，其特征在于，锚固基岩(4)为稳定岩层、支护体系围岩为无裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，将恒阻延长锚索(1)锚固端锚固于锚固基岩(4)上的步骤具体为：

采用树脂药卷(3)将恒阻延长锚索(1)的锚固端锚固于锚固基岩(4)上；

利用恒阻延长锚索(1)的恒阻泄压性能将支护体系的高弹性能和冲击动力泄压释放，同时在锚固点与恒阻延长锚索(1)之间的围岩内制造人工裂隙。

4.根据权利要求1所述的恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，其特征在于，锚固基岩(4)为不稳定岩层、支护体系围岩为有裂隙致密岩层并有弹性能冲击动力时，还包括以下步骤：

在锚固点与恒阻延长锚索(1)之间的围岩内制造人工裂隙；

在人工裂隙附近范围内施工二次注浆辅助孔(6)，通过二次注浆形成二次注浆层(7)加固围岩内部人工裂隙。

5.根据权利要求1所述的恒阻延长锚索和O型封孔器配合支护方法，其特征在于，注浆的材料为水泥、水玻璃、混凝土、树脂材料、高分子材料和/或聚氨酯。