CN105649665B - 一种注塑式支护锚杆装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注塑式支护锚杆装置，包括有支护锚杆和注塑装置，所述的支护锚杆包括有尾部锚杆杆体、连接套筒、前端锚杆杆体、锥形橡皮塞、托盘、紧固螺母，所述的注塑装置包括有注塑混合连接器、二位三通换向阀A、二位三通换向阀B、压力表A、压力表B、液压油缸、树脂浆桶和催化剂桶，本发明具有，锚杆代替钻杆，实现加长锚杆的支护，实现杆体全长锚固，简化了支护工序，能够实现智能化多根锚杆同时注入锚固剂，大大提高了支护工效及支护效果，操作便捷，通用及实用性强，对于支护工艺的改革具有划时代的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于矿井巷道、隧道或地下工程的注塑式支护锚杆装置及其施工方法。
背景技术
锚杆支护在矿井巷道、隧道及地下工程支护中得到广泛应用。目前，支护锚杆都是单一结构，锚杆支护工艺繁琐、效率低，无法实现全长锚固，受空间限制无法实现加长锚杆的支护，制约了综合机械化快速支护的实现，制约了锚杆支护工艺的改革。
注塑式支护锚杆装置把锚杆从单一结构变革为组合结构，由原来的一个部件演化为多个主要部件组成，其具有锚杆钻杆的所有特性，代替了锚杆钻杆；中间杆体段可以任意组合，自由加长，不受施工空间的限制，代替了锚索；中空杆体解决了锚固剂注入的问题，能够实现智能化多根锚杆同时注入锚固剂，并实现了全长锚固。解决了综合机械化快速支护的需要；解决了全长锚固的需要；解决了加长锚杆的支护难题；对于锚固支护工艺的改革具有划时代的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注塑式支护锚杆装置，一次钻进，代替了锚杆钻杆；中间杆体段可以任意组合，自由加长，不受施工空间的限制，实现了加长锚杆的支护；实现了全长锚固。解决了综合机械化快速支护的需要；解决了全长锚固的需要；解决了长距离锚固的需要；结构简单、加工简便，操作便捷，通用及实用性强。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种注塑式支护锚杆装置，包括有支护锚杆和注塑装置，所述的支护锚杆包括有尾部锚杆杆体、连接套筒、前端锚杆杆体、锥形橡皮塞、托盘、紧固螺母，所述的尾部锚杆杆体上套有锥形橡皮塞和托盘，所述托盘位于锥形橡皮塞下方，所述托盘下方通过紧固螺母固定，所述的尾部锚杆杆体下端连接注塑混合连接器，所述的注塑混合连接器与锚杆钻机固定连接；所述的尾部锚杆杆体通过连接套筒连接有前端锚杆杆体，所述的前端锚杆杆体上端连接有锚杆钻头，所述的尾部锚杆杆体、连接套筒、自由锚杆杆体、前端锚杆杆体和锚杆钻头均为中空通孔；
所述的注塑装置包括有注塑混合连接器、二位三通换向阀A、二位三通换向阀B、压力表A、压力表B、液压油缸、树脂浆桶和催化剂桶，所述的注塑混合连接器上端与尾部锚杆杆体下端连接，所述注塑混合连接器下端通过管路分别与二位三通换向阀A和二位三通换向阀B连接，所述的二位三通换向阀A通过树脂浆管路连接至液压油缸，所述的二位三通换向阀A连接有供水管路，所述的二位三通换向阀B通过催化剂管路连接至液压油缸，所述的二位三通换向阀B连接有排水管路，所述液压油缸下方通过管路分别对应连接有树脂浆桶和催化剂桶。
优选地，所述的尾部锚杆杆体和前端锚杆杆体通过连接套筒1-6根自由锚杆杆体，所述自由锚杆杆体均为中空通孔。
所述锚杆钻机与注塑混合连接器的连接，所述注塑混合连接器与尾部锚杆杆体的连接、所述尾部锚杆杆体与连接套筒的连接、所述连接套筒与自由锚杆杆体的连接、所述连接套筒与前端锚杆杆体的连接和所述自由锚杆杆体与注塑混合连接器的连接，其连接方式均为套螺纹和花键的组合，所述套螺纹包括内螺纹和外螺纹配合，所述花键为六棱柱和六边形孔配合。
所述的套螺纹和花键的组合包括阳极端和阴极端，所述的阳极端顶部为六棱柱，所述六棱柱下面设有外螺纹，所述阴极端设有与阳极端外螺纹匹配的内螺纹，所述的内螺纹上方设有与阳极端六棱柱匹配的六边形孔。
所述锚杆钻机设有阴极端，所述尾部锚杆杆体两端为阳极端，所述连接套筒两端为阴极端，所述自由锚杆杆体两端为阳极端，所述前端锚杆杆体一端为阳极端、另一端为外螺纹，所述锚杆钻头上设有内螺纹；所述的注塑混合连接器上端为阴极端，所述注塑混合连接器下端为阳极端。
所述的锚杆钻机阴极端与注塑混合连接器阳极端固定连接，所述尾部锚杆杆体与锥形橡皮塞、托盘、螺母在锚杆施工前预装。
所述的树脂浆管路上设有压力表A，所述的催化剂管路上设有压力表B。
支护锚杆施工由以下步骤实施：
a、将锚杆钻头内螺纹端与前端锚杆杆体外螺纹端紧固连接，所述前端锚杆杆体的阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动锚杆钻机将锚杆钻头和前端锚杆杆体缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
b、预留出前端锚杆杆体的阳极端，取下注塑混合连接器和锚杆钻机，关闭外界注水；
c将步骤b预留出的前端锚杆杆体的另一阳极端与连接套筒的阴极端紧固连接，所述的连接套筒的另一阴极端与施工前预装的尾部锚杆杆体的阳极端紧固连接，所述施工前预装的尾部锚杆杆体的另一阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动钻机，将尾部锚杆杆体、自由锚杆杆体和钻头缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
d、观察尾部锚杆杆体上的锥形橡皮塞与钻孔接近密封状态，取下锚杆钻机，关闭外界注水；
e、启动液压油缸，将树脂浆由树脂浆管路输送到注塑混合连接器，将催化剂由催化剂管路输送到注塑混合连接器，树脂浆和催化剂在锚杆钻机与注塑混合连接器汇和处形成锚固剂，所述的锚固剂支护锚杆中空通孔输送到支护锚杆与钻孔内壁之间的腔体内，锚固剂在液压油缸推送的压力下浸逸到整个腔体，锚固剂在60-180秒内将支护锚杆和锚固端面固定；
f、将紧固螺母紧固至规定扭矩值。
本发明的有益效果：
本发明具有，锚杆代替钻杆，实现加长锚杆的支护，实现杆体全长锚固，简化了支护工序，能够实现智能化多根锚杆同时注入锚固剂，大大提高了支护工效及支护效果，操作便捷，通用及实用性强，对于支护工艺的改革具有划时代的意义。
附图说明
图1为本发明的支护锚杆示意图；
图2为本发明的注塑装置示意图；
图3为阳极端；
图4为阴极端；
图5为实施例二的示意图。
具体实施方式
下面，结合图1对本发明做进一步说明。
如图1所示一种注塑式支护锚杆装置，包括有支护锚杆和注塑装置，所述的支护锚杆包括有尾部锚杆杆体（4）、连接套筒（3）、前端锚杆杆体（2）、锥形橡皮塞（5）、托盘（6）、紧固螺母（7），所述的尾部锚杆杆体（4）上套有锥形橡皮塞（5）和托盘（6），所述托盘（6）位于锥形橡皮塞（5）下方，所述托盘（6）下方通过紧固螺母（7）固定，所述的尾部锚杆杆体（4）下端连接注塑混合连接器（8），所述的注塑混合连接器（8）与锚杆钻机（10）固定连接；所述的尾部锚杆杆体（4）通过连接套筒（3）连接有前端锚杆杆体（2），所述的前端锚杆杆体（2）上端连接有锚杆钻头（1），所述的尾部锚杆杆体（4）、连接套筒（3）、前端锚杆杆体（2）和锚杆钻头（1）均为中空通孔；
所述的注塑装置包括有注塑混合连接器（8）、二位三通换向阀A（12）、二位三通换向阀B（11）、压力表A（20）、压力表B（21）、液压油缸（13）、树脂浆桶（14）和催化剂桶（15），所述的注塑混合连接器（8）上端与尾部锚杆杆体（4）下端连接，所述注塑混合连接器（8）下端通过管路分别与二位三通换向阀A（12）和二位三通换向阀B（11）连接，所述的二位三通换向阀A（12）通过树脂浆管路（16）连接至液压油缸（13），所述的二位三通换向阀A（12）连接有供水管路（18），所述的二位三通换向阀B（11）通过催化剂管路（17）连接至液压油缸（13），所述的二位三通换向阀B（11）连接有排水管路（19），所述液压油缸（13）下方通过管路分别对应连接有树脂浆桶（14）和催化剂桶（15）。
优选地，所述的尾部锚杆杆体（4）和前端锚杆杆体（2）通过连接套筒增加1-6自由锚杆杆体（22），所述自由锚杆杆体（22）均为中空通孔。
所述锚杆钻机（10）与注塑混合连接器（8）的连接，所述注塑混合连接器（8）与尾部锚杆杆体（4）的连接、所述尾部锚杆杆体（4）与连接套筒（3）的连接、所述连接套筒（3）与自由锚杆杆体（22）的连接、所述连接套筒（3）与前端锚杆杆体（2）的连接和所述自由锚杆杆体（22）与注塑混合连接器（8）的连接，其连接方式均为套螺纹和花键的组合，所述套螺纹包括内螺纹和外螺纹配合，所述花键为六棱柱和六边形孔配合。
所述的套螺纹和花键的组合包括阳极端（91）和阴极端（92），所述的阳极端（91）顶部为六棱柱，所述六棱柱下面设有外螺纹，所述阴极端（92）设有与阳极端外螺纹匹配的内螺纹，所述的内螺纹上方设有与阳极端六棱柱匹配的六边形孔。
所述锚杆钻机（10）设有阴极端（92），所述尾部锚杆杆体（4）两端为阳极端（91），所述连接套筒（3）两端为阴极端（92），所述自由锚杆杆体（22）两端为阳极端（91），所述前端锚杆杆体（2）一端为阳极端（91）、另一端为外螺纹，所述锚杆钻头（1）上设有内螺纹；所述的注塑混合连接器（8）上端为阴极端（91），所述注塑混合连接器（8）下端为阳极端（91）。
所述的锚杆钻机阴极端与注塑混合连接器阳极端固定连接，所述尾部锚杆杆体与锥形橡皮塞、托盘、螺母在锚杆施工前预装。
所述的树脂浆管路上设有压力表A（20），所述的催化剂管路上设有压力表B（21）。
实施例一
一种支护锚杆施工方法，包括以下步骤：
a、将锚杆钻头内螺纹端与前端锚杆杆体外螺纹端紧固连接，所述前端锚杆杆体的阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动锚杆钻机将锚杆钻头和前端锚杆杆体缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
b、预留出前端锚杆杆体的阳极端，取下注塑混合连接器和锚杆钻机，关闭外界注水；
c、将步骤b预留出的前端锚杆杆体的另一阳极端与连接套筒的阴极端紧固连接，所述的连接套筒的另一阴极端与施工前预装的尾部锚杆杆体的阳极端紧固连接，所述施工前预装的尾部锚杆杆体的另一阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动钻机，将尾部锚杆杆体、自由锚杆杆体和钻头缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
d、观察尾部锚杆杆体上的锥形橡皮塞与钻孔接近密封状态，取下锚杆钻机，关闭外界注水；
e、启动液压油缸，将树脂浆由树脂浆管路输送到注塑混合连接器，将催化剂由催化剂管路输送到注塑混合连接器，树脂浆和催化剂在锚杆钻机与注塑混合连接器汇和处形成锚固剂，所述的锚固剂支护锚杆中空通孔输送到支护锚杆与钻孔内壁之间的腔体内，锚固剂在液压油缸推送的压力下浸逸到整个腔体，锚固剂在60-180秒内将支护锚杆和锚固端面固定；
f、将紧固螺母紧固至规定扭矩值。
实施例二
如图5所示，另一种支护锚杆施工方法，包括以下步骤：
a、将锚杆钻头内螺纹端与前端锚杆杆体外螺纹端紧固连接，所述前端锚杆杆体的阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动锚杆钻机将锚杆钻头和前端锚杆杆体缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
b、预留出前端锚杆杆体的阳极端，取下注塑混合连接器和锚杆钻机，关闭外界注水；
c、将步骤b预留出的前端锚杆杆体的阳极端与自由锚杆杆体的阳极端通过连接套筒的阴极端紧固连接，所述自由锚杆杆体的另一阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动钻机将自由锚杆杆体缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
d、预留出自由锚杆杆体的另一阳极端，取下锚杆钻机，关闭外界注水；
e、将步骤d预留出的自由锚杆杆体的另一阳极端与连接套筒的阴极端紧固连接，所述的连接套筒的另一阴极端与施工前预装的尾部锚杆杆体的阳极端紧固连接，所述施工前预装的尾部锚杆杆体的另一阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动钻机，将尾部锚杆杆体、自由锚杆杆体和钻头缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
f、观察尾部锚杆杆体上的锥形橡皮塞与钻孔接近密封状态，取下锚杆钻机，关闭外界注水；
g、启动液压油缸，将树脂浆由树脂浆管路输送到注塑混合连接器，将催化剂由催化剂管路输送到注塑混合连接器，树脂浆和催化剂在锚杆钻机与注塑混合连接器汇和处形成锚固剂，所述的锚固剂支护锚杆中空通孔输送到支护锚杆与钻孔内壁之间的腔体内，锚固剂在液压油缸推送的压力下浸逸到整个腔体，锚固剂在60-180秒内将支护锚杆和锚固端面固定；
h、将紧固螺母紧固至规定扭矩值。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出简单修改、等同变化或修饰等，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (8)
1.一种注塑式支护锚杆装置，包括有支护锚杆和注塑装置，其特征在于：所述的支护锚杆包括有尾部锚杆杆体、连接套筒、前端锚杆杆体、锥形橡皮塞、托盘、紧固螺母，所述的尾部锚杆杆体上套有锥形橡皮塞和托盘，所述托盘位于锥形橡皮塞下方，所述托盘下方通过紧固螺母固定，所述的尾部锚杆杆体下端连接注塑混合连接器，所述的注塑混合连接器与锚杆钻机固定连接；所述的尾部锚杆杆体通过连接套筒连接有前端锚杆杆体，所述的前端锚杆杆体上端连接有锚杆钻头，所述的尾部锚杆杆体、连接套筒、前端锚杆杆体和锚杆钻头均为中空通孔；
所述的注塑装置包括有注塑混合连接器、二位三通换向阀A、二位三通换向阀B、压力表A、压力表B、液压油缸、树脂浆桶和催化剂桶，所述的注塑混合连接器上端与尾部锚杆杆体下端连接，所述注塑混合连接器下端通过管路分别与二位三通换向阀A和二位三通换向阀B连接，所述的二位三通换向阀A通过树脂浆管路连接至液压油缸，所述的二位三通换向阀A连接有供水管路，所述的二位三通换向阀B通过催化剂管路连接至液压油缸，所述的二位三通换向阀B连接有排水管路，所述液压油缸下方通过管路分别对应连接有树脂浆桶和催化剂桶。
2.根据权利要求1所述的一种注塑式支护锚杆装置，其特征在于：所述的尾部锚杆杆体和前端锚杆杆体通过连接套筒增加1-6根自由锚杆杆体，所述自由锚杆杆体均为中空通孔。
3.根据权利要求2所述的一种注塑式支护锚杆装置，其特征在于：所述锚杆钻机与注塑混合连接器的连接，所述注塑混合连接器与尾部锚杆杆体的连接、所述尾部锚杆杆体与连接套筒的连接、所述连接套筒与自由锚杆杆体的连接、所述连接套筒与前端锚杆杆体的连接和所述自由锚杆杆体与注塑混合连接器的连接，其连接方式均为套螺纹和花键的组合，所述套螺纹包括内螺纹和外螺纹配合，所述花键为六棱柱和六边形孔配合。
4.根据权利要求3所述的一种注塑式支护锚杆装置，其特征在于：所述的套螺纹和花键的组合包括阳极端和阴极端，所述的阳极端顶部为六棱柱，所述六棱柱下面设有外螺纹，所述阴极端设有与阳极端外螺纹匹配的内螺纹，所述的内螺纹上方设有与阳极端六棱柱匹配的六边形孔。
5.根据权利要求4所述的一种注塑式支护锚杆装置，其特征在于：所述锚杆钻机设有阴极端，所述尾部锚杆杆体两端为阳极端，所述连接套筒两端为阴极端，所述自由锚杆杆体两端为阳极端，所述前端锚杆杆体一端为阳极端、另一端为外螺纹，所述锚杆钻头上设有内螺纹；所述的注塑混合连接器上端为阴极端，所述注塑混合连接器下端为阳极端。
6.根据权利要求5所述的一种注塑式支护锚杆装置，其特征在于：所述的锚杆钻机阴极端与注塑混合连接器阳极端固定连接，所述尾部锚杆杆体与锥形橡皮塞、托盘、螺母在锚杆施工前预装。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种注塑式支护锚杆装置，其特征在于：所述的树脂浆管路上设有压力表A，所述的催化剂管路上设有压力表B。
8.一种注塑式支护锚杆施工方法，包括以下步骤：
a、将锚杆钻头内螺纹端与前端锚杆杆体外螺纹端紧固连接，所述前端锚杆杆体的阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动锚杆钻机将锚杆钻头和前端锚杆杆体缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
b、预留出前端锚杆杆体的阳极端，取下注塑混合连接器和锚杆钻机，关闭外界注水；
c、将步骤b预留出的前端锚杆杆体的另一阳极端与连接套筒的阴极端紧固连接，所述的连接套筒的另一阴极端与施工前预装的尾部锚杆杆体的阳极端紧固连接，所述施工前预装的尾部锚杆杆体的另一阳极端与注塑混合连接器阴极端连接，启动钻机，将尾部锚杆杆体、自由锚杆杆体和钻头缓慢推送到锚固端面里面，同时水由供水管路向锚杆通孔内注入，一部分水由通孔注入钻孔内，一部分水经注塑混合连接器通过排水管路流出；
d、观察尾部锚杆杆体上的锥形橡皮塞与钻孔接近密封状态，取下锚杆钻机，关闭外界注水；
e、启动液压油缸，将树脂浆由树脂浆管路输送到注塑混合连接器，将催化剂由催化剂管路输送到注塑混合连接器，树脂浆和催化剂在锚杆钻机与注塑混合连接器汇和处形成锚固剂，所述的锚固剂支护锚杆中空通孔输送到支护锚杆与钻孔内壁之间的腔体内，锚固剂在液压油缸推送的压力下浸逸到整个腔体，锚固剂在60-180秒内将支护锚杆和锚固端面固定；
f、将紧固螺母紧固至规定扭矩值。
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