CN105350994B - 一种注浆锚杆及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿山支护工程技术领域，具体涉及了一种注浆锚杆及其使用方法、其中一种注浆锚杆，包括同轴设置的锚杆本体、楔体和钻头，楔体的一端插入所述锚杆本体，另一端连接钻头；锚杆本体、楔体和钻头上贯通有注浆通道；锚杆本体向钻头切削的同方向旋转时，锚杆本体与楔体和钻头的相对位置固定，锚杆本体带动楔体和钻头同步转动；该注浆锚杆的使用方法包括钻孔、锚固、预紧、封孔和注浆五个步骤。本发明提供的一种注浆锚杆及其使用方法，能够在一次施工中连续完成钻进、锚固并注浆，简化破碎围岩注浆加固与支护工艺，提高破碎围岩掘进支护的施工速度。

Description

一种注浆锚杆及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿山支护工程技术领域，尤其涉及一种注浆锚杆及其使用方法，更具体地涉及一种对破碎煤岩体进行注浆加固和支护用的钻锚一体化注浆锚杆及其使用方法。

背景技术

锚杆支护是将锚杆一端锚固于煤岩体内，并在煤岩体外部对锚杆施加轴向预紧力，通过托盘等配套构件，约束巷道围岩的变形离层、碎胀与滑移错动。锚杆支护作为煤矿巷道安全高效的主要支护方式，在我国煤矿巷道支护中得到大面积推广应用。

常规的锚杆支护施工方法是利用锚固剂将锚杆3锚固在巷道围岩体1内，其锚杆安装状态如图1所示。该锚杆3锚固时首先使用与锚杆3和锚固剂直径匹配的钻头，在锚杆安装位置打钻孔2。之后，退出钻杆和钻头，并向钻孔2内装入锚固剂，将锚杆3和锚固剂推入钻孔2，同时旋转锚杆3搅拌锚固剂，锚固剂搅拌后固化，在钻孔2底部一定长度L₂范围内，将锚杆3与孔壁粘结。拧紧锚杆尾部螺母5，将托盘4压紧在钻孔2的孔口围岩表面上。

采用常规工艺进行锚杆支护时，要求巷道的围岩具有较好的结构完整性，能够打设锚杆安装钻孔，并在打完钻孔退出钻杆后，保留完整的钻孔结构和形状。但是，由于煤系地层十分复杂，不仅存在大量的松软岩层，地层内还存在大量褶曲、断层等地质构造。此类围岩，往往结构完整性较差，形成破碎煤岩体。破碎煤岩体钻孔后退出钻杆时孔壁容易坍塌，尤其是受到采掘动压影响时，打设锚杆安装钻孔更困难，严重影响锚杆支护的施工质量和速度。

对于软弱破碎围岩，锚杆支护施工前，需要采用注浆的方法加固围岩，提高围岩结构的完整性。破碎围岩注浆加固一般采用自钻式注浆钻杆，使用自钻注浆钻杆对破碎围岩进行注浆的状态如图2所示。该注浆钻杆6通过钻头30打入破碎围岩9内部之后连接注浆泵，用于向钻头打通的破碎围岩钻孔8和围岩裂隙7内注浆。

使用自钻注浆钻杆注浆后，破碎围岩形成完整的传力结构，能够显著提高结构完整性，防止或减少锚杆支护施工时钻孔孔壁坍塌，为锚杆支护施工创造条件。但使用自钻注浆钻杆进行注浆时，注浆钻杆的钻孔底端缺少锚固结构，钻杆打入围岩后不能施加轴向预紧力，对围岩的支护作用小。因此，以往破碎围岩注浆加固后必须再次重新打孔，进行锚杆支护，大量增加巷道掘进支护工程量，严重影响掘进支护的施工速度，而且，注浆钻杆不能充分发挥支护作用，造成材料的大量浪费，增加工程成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种注浆锚杆及其使用方法，能够在一次施工中连续完成钻进、锚固并注浆，简化破碎围岩注浆加固与支护工艺，提高破碎围岩掘进支护的施工速度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种注浆锚杆及其使用方法。

一种注浆锚杆，包括同轴设置的锚杆本体、楔体和钻头，所述楔体的一端插入所述锚杆本体，另一端连接所述钻头；所述锚杆本体、楔体和钻头上贯通有注浆通道；

所述锚杆本体向所述钻头切削的同方向旋转时，所述锚杆本体与所述楔体和钻头的相对位置固定，所述锚杆本体带动所述楔体和钻头同步转动；

所述锚杆本体向所述钻头切削的反方向旋转时，所述钻头与楔体静止不动，所述锚杆本体沿轴向向靠近所述钻头的一侧移动。

进一步的，前述锚杆本体包括杆体、托盘、调心球形垫圈和杆尾螺母，所述杆体的一端由外向内依次套设有所述杆尾螺母、调心球形垫圈和托盘，另一端插设所述楔体，所述杆体内沿其轴向设有所述注浆通道。

进一步的，前述杆尾螺母与所述杆体尾部螺纹配合固定，并且通过剪切销对杆尾螺母沿轴向进行初始定位。

进一步的，前述杆体内的注浆通道包括光孔段和设置于光孔段两端的螺纹段，所述楔体包括依次沿轴向连接的旋转控制段、连接段和扩张段；所述旋转控制段外表面上沿其轴向设有滚针槽，所述滚针槽内设有滚针；所述连接段的外壁上设有与所述螺纹段上的内螺纹相匹配的外螺纹；所述扩张段为圆锥体结构；所述楔体由旋转控制段插入所述杆体，并且使所述旋转控制段设置于所述光孔段内，形成超越离合器传动结构；所述连接段与所述螺纹段配合。

进一步的，前述滚针槽的数量为2-4个，且沿所述旋转控制段的圆周方向均匀设置。

进一步的，前述杆体插设所述楔体的一端还安装有涨壳，所述涨壳套设于所述楔体上，所述涨壳与所述扩张段配合，并对所述杆体和楔体的相对移动距离进行限位。

进一步的，前述涨壳由两片半圆形管状牙片组成，所述牙片的外壁上沿周向设有环状牙槽，所述牙片的内壁与所述楔体扩张段的锥度相同；所述牙片分别通过弹簧卡固定于所述楔体上。

进一步的，前述杆体上还套设有封孔胶塞，所述封孔胶塞套装于所述托盘内侧，所述封孔胶塞与所述杆体通过螺纹配合。

进一步的，前述杆体在安装杆尾螺母一端的注浆通道内设有逆止阀。

一种注浆锚杆的使用方法，包括如下步骤：

S1、钻孔：使锚杆钻机向所述钻头切削的同方向旋转，超越离合器传动结构锁紧，楔体与杆体同步转动；楔体带动钻头切割煤岩体；

S2、锚固：所述杆体前端钻入所述煤岩体后，使杆体向所述钻头切削的反方向旋转，超越离合器传动结构松开，楔体停止转动，钻头停止钻进；连接段由初始位置旋入杆体靠近钻头一端的螺纹孔内；杆体向孔内移动，并沿钻孔轴向推进涨壳；楔体前端扩张段逐渐缩入涨壳内，涨壳径向膨胀，直至涨壳被楔体扩张段挤紧在孔壁上；

S3、预紧：涨壳压紧孔壁完成锚固后，杆体与楔体被涨壳卡紧并停止转动，使杆尾螺母继续向所述钻头切削的反方向旋转，杆尾螺母剪断剪切销，并沿杆尾螺纹旋进，推动调心球形垫圈，使托盘压紧围岩表面，完成注浆锚杆预紧；

S4、封孔：注浆锚杆预紧时，封孔胶塞在托盘和调心球形垫圈的推动下，沿杆体挤入孔口内，封孔胶塞内部箍紧杆体，外部压紧孔口段孔壁；

S5、注浆：注浆锚杆封孔后，在杆体远离钻头的一端安装注浆管接头，并将注浆管接头与注浆系统连接，开动注浆泵向钻孔内注浆；注浆完成后，逆止阀自动关闭，封堵注浆通道。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种注浆锚杆，锚杆本体、楔体和钻头上贯通有注浆通道，使其具有注浆的功能；锚杆本体向钻头切削的同方向旋转时，锚杆本体与楔体和钻头的相对位置固定，锚杆本体带动楔体和钻头同步转动，使其具有钻孔功能；锚杆本体向钻头切削的反方向旋转时，钻头与楔体静止不动，锚杆本体沿轴向向靠近钻头的一侧移动，推动涨壳沿楔体扩张段轴向滑移，并沿钻孔径向膨胀压紧孔壁，使其具有锚固的功能，因此使该注浆锚杆同时具有钻孔、锚固和注浆的功能。

本发明提供的一种注浆锚杆的使用方法，可以在一次施工中连续完成钻孔、锚固并预紧的基础上，通过注浆通道对松散围岩进行注浆加固，能够简化破碎围岩注浆加固与支护工艺，提高破碎围岩掘进支护的施工速度。

本发明提供的一种注浆锚杆，实现巷道破碎围岩一次钻进、锚固，并对锚杆施加预紧力后，进行围岩注浆加固和锚杆全长锚固。解决了巷道破碎围岩注浆加固与锚杆支护的多次施工问题，可显著提高施工效率，降低工程成本。

附图说明

图1为现有技术中的锚杆安装示意图；

图2为现有技术中的自钻注浆钻杆示意图；

图3为本发明注浆锚杆的整体结构示意图；

图4为本发明中的杆体内注浆通道内壁的结构示意图；

图5为本发明中的楔体结构示意图；

图6为本发明中的涨壳结构示意图；

图7为本发明中的涨壳的端面图；

图8为本发明注浆锚杆楔体与杆体旋合后的示意图；

图9为本发明注浆锚杆钻进时的示意图；

图10为本发明注浆锚杆锚固后锚固端的示意图；

图11为本发明注浆锚杆锚固、预紧并封孔后的示意图。

其中，1：围岩；2：钻孔；3：锚杆；4：托盘；5：现有技术的杆尾螺母；6：现有技术的注浆钻杆；7：围岩裂隙；8：破碎围岩内钻孔；9：破碎围岩；10：楔体；11：涨壳；12：弹簧卡；13：滚针；14：杆体；15：封孔胶塞；16：调心球形垫圈；17：杆尾螺母；18：剪切销；19：逆止阀；20：注浆接头；21：光孔段；22：右端螺纹段；23：排渣螺纹；24：旋转控制段；25：连接段；26：扩张段；27：滚针槽；28：牙片；29：环状牙槽；30：钻头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图3所示，本实施例提供的一种注浆锚杆，包括同轴设置的锚杆本体、楔体10和钻头30，楔体10的一端连接锚杆本体，另一端连接钻头30，其中钻头30通过右旋螺纹安装在楔体10的前端，本实施例中的前端、后端分别为各附图中的右端和左端；锚杆本体、楔体10和钻头30上贯通有注浆通道，注浆通道设置于锚杆本体、楔体10和钻头30的轴线上，使其具有注浆的功能；

锚杆本体向钻头30切削的同方向旋转时，锚杆本体与楔体10和钻头30的相对位置固定，锚杆本体带动楔体10和钻头30同步转动，且使钻头30旋转钻进，使其具有钻进的功能；

锚杆本体向钻头30切削的反方向旋转时，钻头30与楔体10静止不动，锚杆本体沿轴向向靠近钻头30的一侧移动，楔体10与锚杆本体之间重合的长度增加，并将锚杆锚固在钻孔内，使其具有锚固的功能。

因此本实施例的注浆锚杆同时具有钻孔、锚固和注浆的功能，其中，杆体10沿轴向向靠近钻头30一侧移动的方向为图3中向右的方向。

进一步的，锚杆本体包括杆体14、托盘4、调心球形垫圈16和杆尾螺母17，杆体14的一端由外向内依次套设有杆尾螺母17、调心球形垫圈16和托盘4，其中，该端为本实施例的杆体14的后端，对应于图3中所示的杆体14的左端，杆尾螺母17、调心球形垫圈16和托盘4沿图3中由左向右的方向依次设置于杆体14的后端，另一端插设楔体10，即楔体10插设于杆体14的前端，即图3中所示的杆体14的右端，杆体14内沿其轴向设有注浆通道。

进一步的，杆尾螺母17与杆体14尾部螺纹配合固定，并且通过剪切销18对杆尾螺母17沿轴向进行初始定位。锚杆本体与楔体10锚固锁紧后，继续同向旋转杆尾螺母17，剪断剪切销18后拧紧杆尾螺母17，对锚杆施加轴向预紧力，使其具有锚杆支护功能。

杆体14的末端杆尾螺母安装位置一段长度的外壁上设有标准左旋外螺纹，杆尾螺母17与杆尾标准左旋外螺纹配合，并且通过剪切销18对杆尾螺母沿轴向初始定位，便于锚杆的锚固和预紧。锚杆锚固时剪切销18限制杆尾螺母17自由转动，并将扭矩传递给杆体14，使杆体14与楔体10相对转动；剪切销18剪断后，杆尾螺母17沿杆尾螺纹旋进，推动调心球形垫圈16并将托盘4压紧在钻孔周边的围岩表面上。杆体表面其余部分全部为滚压的半圆形截面波状螺纹23，用于锚杆钻进时排渣。锚杆本体与楔体锚固锁紧后，继续同向旋转杆尾螺母，剪断剪切销后拧紧杆尾螺母，对锚杆施加轴向预紧力

如图4所示，杆体14内的注浆通道包括光孔段21和设置于光孔段21两端的螺纹段，其中，本实施例中，光孔段21设置于杆体14的靠近前端的位置，即如图3中所示的靠近右端的位置，右端螺纹段22为标准的左旋螺纹，左端螺纹段为杆体表面滚压半圆形截面波状排渣螺纹23时内孔产生的变形，另外，在其他实施例中，还可以左端螺纹段和右端螺纹段22同为标准螺纹；光孔段21形成滚针13的工作区间；如图5所示，楔体10包括依次沿轴向连接的旋转控制段24、连接段25和扩张段26，旋转控制段24外表面上沿其轴向设有滚针槽27，滚针槽27内设有滚针13，连接段25的外壁上设有与杆体14的右端螺纹段22的内螺纹匹配的外螺纹，其中，连接段25的外壁设有左螺纹；扩张段26为圆锥体结构，且沿轴向向楔体10前端的方向，即由图5中，从左至右的方向，圆锥体的径向尺寸逐渐增大；楔体10由旋转控制段24插入杆体14，并且使旋转控制段24设置于光孔段21内，形成超越离合器传动结构；连接段25与右端螺纹段22配合。

进一步的，滚针槽27的数量为2-4个，且沿旋转控制段24的圆周方向均匀设置，本实施例中，滚针槽27优选的数量为2个。

进一步的，杆体14插设楔体10的一端上还固定有涨壳11，涨壳11套设于楔体10上，涨壳11与扩张段26配合，并对所述杆体和楔体的相对移动距离进行限位。当扩张段26完全进入涨壳11内，使楔体10无法再继续沿杆体14轴向向靠近锚杆本体的方向移动，即无法再继续向左移动。

如图6-7所示，涨壳11由两片半圆形管状牙片28组成，当扩张段26移动并进入涨壳11内时，两个牙片28可张开。牙片28的外壁上沿周向设有环状牙槽29，增加涨壳压紧孔壁后的滑动阻力；牙片28的内壁与扩张段26的锥度相同，牙片28分别通过弹簧卡12固定于楔体10上，使其方便张开。杆体14向钻头30切削的反方向旋转时，杆体14与楔体10连接的端部向靠近钻头30方向移动，同时推动涨壳11的两片牙片28沿楔体10扩张段26的外锥面向钻头30一侧滑移，并在楔体10锥面的作用下沿杆体14径向张开，最终牙片28压紧孔壁并锁紧楔体10。

上述结果使本实施例采用楔体10与涨壳11配合的锚固形式。钻孔与锚固施工过程，通过扩张段26外形尺寸和直径变化，完成注浆锚杆的初始端部锚固。无需如同现有技术中在钻孔后退出钻杆和填装锚固剂锚固锚杆，解决了破碎围岩孔壁坍塌时填装锚固剂与锚固锚杆时的困难。

另外，楔体10与涨壳11采用配套内锥面接触，锚固时楔体10对涨壳11挤压力逐渐增大，锚杆轴向受力增大时，锚固端提供的锚固力随之增大，保证了锚固结构的可靠性，使注浆锚杆能够施加较高的初始预紧力。同时，杆体14采用与楔体10连接相同旋向的螺纹形式，锚固和预紧连续完成。拧紧杆尾螺母17时，锚固端不发生松动，并且随着杆尾螺母17扭矩增大，楔体10与杆体14紧固程度增强。

进一步的，杆体14上还套设有封孔胶塞15，封孔胶塞15套装于托盘4内侧，封孔胶塞15与杆体14通过螺纹配合固定。

进一步的，杆体14在安装杆尾螺17一端的注浆通道内设有逆止阀19，其中，逆止阀19为单向阀，用于注浆后关闭杆体内的注浆通道，阻止浆液倒流。

本实施例中，注浆锚杆具有封孔胶塞15和防止浆液倒流的逆止阀19，预紧后可配套注浆系统，进行破碎围岩注浆加固和注浆锚杆的全长锚固，在注浆锚杆对围岩具有预应力的条件下，进行注浆加固，改善了围岩注浆条件和锚杆锚固结构，显著提高巷道破碎围岩加固支护的安全性。本实施例中，杆体14的杆尾部分大约150mm长度为标准左旋M27螺纹，并用于与杆尾螺母17配合，杆体14其余表面为便于钻孔时排渣，轧制成半圆形螺纹，该部分也可以是光滑的圆柱形或其他形式的表面，封孔胶塞15可以与标准螺纹配合实现密封，也可以与杆体表面的用于排渣的半圆形螺纹配合实现密封。

本实施例的工作原理为：

注浆锚杆组装时，楔体10旋入杆体14前端的左旋螺纹孔内，楔体10的旋转控制段插入杆体14的光孔段21，使滚针13处于杆体14光孔段21，即滚针13工作区前端。涨壳11安装后使用弹簧卡12固定，组装后的注浆锚杆如图3。

组装后的注浆锚杆，滚针13在杆体14和楔体10之间，形成超越离合器传动结构，解决了左旋螺纹连接的楔体10与杆体14在杆体14右旋钻进过程中楔体10与杆体14间的松脱问题，保证了注浆锚杆的钻进施工，并且还能保证杆体14左旋转动时，进行的锚固和安装预紧的操作可靠性。

当杆体14相对楔体10右旋转动时，滚针13贴紧杆体14的光孔表面，使超越离合器传动结构锁紧，杆体14带动楔体10同步右旋转动。

当杆体14相对楔体10左旋转动时，滚针13脱离杆体14的光孔表面，使超越离合器传动结构松开，楔体10的连接段逐渐旋入杆体14靠近钻头一端的螺纹孔内。并且，随着楔体10与杆体14旋合长度增加，楔体10的外露长度缩短，涨壳11与楔体10的相对位置改变，即：涨壳11由楔体10的连接段25处，移动至楔体10的扩张段26处。随楔体10扩张段26直径的增大，涨壳11受到挤压逐渐张开，直至涨壳11、楔体10和杆体14相互卡紧停止转动，该极限结构位置如图8所示。

本实施例提供的注浆锚杆，打孔时注浆锚杆作为钻杆，一次打入围岩；打孔完成后作为锚杆，直接进行锚固安装并施加轴向预紧力；锚固预紧后作为注浆管，与注浆系统连接，浆液通过注浆锚杆注浆通道注入钻孔和周边围岩裂隙，加固围岩并进行注浆锚杆全长锚固。注浆锚杆施工工艺过程包括：钻进、锚固、预紧和封孔、注浆。

实施例二

本实施例提供的一种注浆锚杆的使用方法，包括如下步骤：

S1、钻孔：将杆尾螺母17插入锚杆钻机套筒内，使锚杆钻机正向(出轴右旋)转动，即使锚杆钻机向钻头30切削的同方向旋转，套筒通过杆尾螺母17、剪切销18带动杆体14右旋转动，超越离合器传动结构锁紧，楔体10与杆体14同步右旋转动。楔体10带动钻头30切割破碎围岩9。随着钻机推进，注浆锚杆逐渐钻入破碎围岩9内。

注浆锚杆钻进过程中，注浆锚杆整体保持初始组装状态，即：楔体10与杆体14间不发生相对转动，涨壳11处于闭合状态，其外径尺寸小于钻孔直径，涨壳11顺利随钻头30跟进，注浆锚杆钻进过程如图9所示。

S2、锚固：注浆锚杆的杆体14前端钻入破碎围岩9后，进行锚杆端部锚固。推紧注浆锚杆使前端钻头30压紧在钻孔底面，锚杆钻机反向旋转(出轴左向旋转)，即使杆体14向钻头30切削的反方向旋转，超越离合器传动结构松开，楔体10停止转动，钻头30停止钻进。连接段25由初始位置旋入杆体14靠近钻头一端的螺纹孔内。杆体14向孔内移动，并沿钻孔轴向推进涨壳11；楔体10前端扩张段26逐渐缩入涨壳11内，随着楔体10扩张段26直径增大，涨壳11径向张开，直至被楔体10挤紧在孔壁上。

注浆锚杆锚固过程，注浆锚杆的轴向长度缩短，同时涨壳11在楔体10的挤压作用下张开，涨壳11外形径向尺寸将大于钻孔直径，实现注浆锚杆的初始端部锚固，注浆锚杆端部锚固结构如图10所示。

S3、预紧：涨壳11压紧孔壁完成锚固后，杆体14与楔体10被涨壳11卡紧并停止转动，锚杆钻机带动套筒继续反向旋转(出轴左旋)，扭矩增大，杆尾螺母17剪断剪切销18，杆尾螺母17沿杆尾螺纹旋进，推动调心球形垫圈16、托盘4压紧围岩表面，随着杆尾螺母17的拧紧，在杆体14内产生轴向预紧力，完成锚杆预紧。

S4、封孔：注浆锚杆预紧时，封孔胶塞15在托盘4和调心球形垫圈16的推动下，沿杆体14挤入孔口内，封孔胶塞15内部箍紧杆体14，外部压紧孔口段孔壁，封闭孔口段杆体14与钻孔孔壁间的环状空隙。注浆锚杆预紧过程中，同时封闭钻孔口，锚杆预紧封孔后的状态如图11所示。

S5、注浆：注浆锚杆预紧封孔后，在杆体14远离钻头的一端安装注浆管接头，并将注浆管接头与注浆系统连接，开动注浆泵注浆。浆液经过注浆接头20、逆止阀19、注浆通道进入孔底，浆液充满钻孔，并在注浆泵压力作用下渗透到钻孔周边裂隙。注浆完成后，注浆通道内的逆止阀自动关闭，封堵杆尾注浆通道，阻止钻孔内和裂隙内的浆液倒流。注浆浆液凝固后，加固破碎围岩9，提高破碎围岩的结构完整性，并将注浆锚杆全长与孔壁粘结，实现注浆锚杆的全长锚固。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种注浆锚杆，其特征在于，包括同轴设置的锚杆本体、楔体和钻头，所述楔体的一端插入所述锚杆本体，另一端连接所述钻头；所述锚杆本体、楔体和钻头上贯通有注浆通道；

所述锚杆本体向所述钻头切削的同方向旋转时，所述锚杆本体与所述楔体和钻头的相对位置固定，所述锚杆本体带动所述楔体和钻头同步转动；

所述锚杆本体向所述钻头切削的反方向旋转时，所述钻头与楔体静止不动，所述锚杆本体沿轴向向靠近所述钻头的一侧移动；

所述锚杆本体包括杆体、托盘、调心球形垫圈和杆尾螺母，所述杆体的一端由外向内依次套设有所述杆尾螺母、调心球形垫圈和托盘，另一端插设所述楔体，所述杆体内沿其轴向设有所述注浆通道；

所述杆尾螺母与所述杆体尾部螺纹配合固定，并且通过剪切销对杆尾螺母沿轴向进行初始定位；

所述杆体内的注浆通道包括光孔段和设置于光孔段两端的螺纹段，所述楔体包括依次沿轴向连接的旋转控制段、连接段和扩张段；所述旋转控制段外表面上沿其轴向设有滚针槽，所述滚针槽内设有滚针；所述连接段的外壁上设有与所述螺纹段上的内螺纹相匹配的外螺纹；所述扩张段为圆锥体结构；所述楔体由旋转控制段插入所述杆体，并且使所述旋转控制段设置于所述光孔段内，形成超越离合器传动结构；所述连接段与所述螺纹段配合；

所述滚针槽的数量为2-4个，且沿所述旋转控制段的圆周方向均匀设置；

所述杆体插设所述楔体的一端还安装有涨壳，所述涨壳套设于所述楔体上，所述涨壳与所述扩张段配合，并对所述杆体和楔体的相对移动距离进行限位。

2.根据权利要求1所述的注浆锚杆，其特征在于，所述涨壳由两片半圆形管状牙片组成，所述牙片的外壁上沿周向设有环状牙槽，所述牙片的内壁与所述楔体扩张段的锥度相同；所述牙片分别通过弹簧卡固定于所述楔体上。

3.根据权利要求1所述的注浆锚杆，其特征在于，所述杆体上还套设有封孔胶塞，所述封孔胶塞套装于所述托盘内侧，所述封孔胶塞与所述杆体通过螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的注浆锚杆，其特征在于，所述杆体在安装杆尾螺母一端的注浆通道内设有逆止阀。

5.一种权利要求1～4任一项所述注浆锚杆的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、钻孔：使锚杆钻机向所述钻头切削的同方向旋转，超越离合器传动结构锁紧，楔体与杆体同步转动；楔体带动钻头切割煤岩体；

S2、锚固：所述杆体前端钻入所述煤岩体后，使杆体向所述钻头切削的反方向旋转，超越离合器传动结构松开，楔体停止转动，钻头停止钻进；连接段由初始位置旋入杆体靠近钻头一端的螺纹孔内；杆体向孔内移动，并沿钻孔轴向推进涨壳；楔体前端扩张段逐渐缩入涨壳内，涨壳径向膨胀，直至涨壳被楔体扩张段挤紧在孔壁上；

S3、预紧：涨壳压紧孔壁完成锚固后，杆体与楔体被涨壳卡紧并停止转动，使杆尾螺母继续向所述钻头切削的反方向旋转，杆尾螺母剪断剪切销，并沿杆尾螺纹旋进，推动调心球形垫圈，使托盘压紧围岩表面，完成注浆锚杆预紧；

S4、封孔：注浆锚杆预紧时，封孔胶塞在托盘和调心球形垫圈的推动下，沿杆体挤入孔口内，封孔胶塞内部箍紧杆体，外部压紧孔口段孔壁；

S5、注浆：注浆锚杆封孔后，在杆体远离钻头的一端安装注浆管接头，并将注浆管接头与注浆系统连接，开动注浆泵向钻孔内注浆；注浆完成后，逆止阀自动关闭，封堵注浆通道。