CN107654249A - 一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞 - Google Patents
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Abstract
一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，主要用于煤矿巷道锚杆、锚索注浆时防止浆液溢出，它由端面止浆塞和中心止浆塞组成，端面止浆塞和中心止浆塞均由弹性材料制成，外壁呈锥形，端面止浆塞的小直径端与中心止浆塞的大直径端连接，端面止浆塞的大直径端设有向小直径端翻折的锥形唇部，端面止浆塞和中心止浆塞上分别开设有供锚杆或锚索插入的第一内孔和第二内孔，第二内孔与锚杆或锚索的外壁紧配合。本发明结构简单、经济实用、使用方便、密封可靠，在施工时基本不改变传统的注浆工艺，却从根本上解决现有止浆塞存在的密封效果差，特别是在高压注浆时易发生溢浆、漏浆，使带压注浆达不到预定压力，甚至由于漏浆使注浆操作难以进行的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚杆、锚索注浆作业中使用的止浆装置，具体讲是一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞。
背景技术
锚杆、锚索支护已成为煤矿井下巷道主要支护方式之一。在煤矿井下巷道中普遍存在着软弱围岩、断层破碎带、高应力大变形等复杂地质条件，给巷道控制带来了极大的困难，采用普通锚杆进行支护效果比较差。而采用中空注浆锚杆、锚索进行全锚支护可加固破碎围岩，将锚固、注浆一体化，改变围岩的松散结构，提高粘结力和内摩擦角，封闭裂隙，阻止水对岩体的侵蚀，使岩体强度显著提高，注浆加固可为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆对松软破碎围岩的锚固作用得以发挥。
为提高锚固效果，常采用加大5～10MPa注浆压力的方式来解决，这种方式不但可以充填锚孔，而且在裂隙发育的地区，浆液在注浆压力作用下渗透进裂隙的范围更广，对改善围岩结构，提高裂隙发育和破碎区域加固效果更为突出。
加大注浆压力无疑对提高锚固效果具有很好的作用，但也带来新的问题，在软弱围岩、断层破碎带、松软的煤层等区域钻锚杆、锚索钻孔时，常存在钻孔成形不佳的状况，此时采用常用的普通止浆塞封堵锚杆、锚索钻孔，注浆时极易发生溢浆、漏浆，使带压注浆达不到预定压力，甚至由于漏浆使注浆操作难以进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其结构简单、经济实用、使用方便、密封可靠，能够从根本上解决现有止浆塞存在的密封效果差，特别是在高压注浆时易发生溢浆、漏浆，使带压注浆达不到预定压力，甚至由于漏浆使注浆操作难以进行的技术问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，由端面止浆塞和中心止浆塞组成，所述端面止浆塞和中心止浆塞均由弹性材料制成，外壁呈锥形，端面止浆塞的小直径端与中心止浆塞的大直径端连接，端面止浆塞的大直径端设有向小直径端翻折的锥形唇部，所述端面止浆塞和中心止浆塞上分别开设有供锚杆或锚索插入的第一内孔和第二内孔，第二内孔与锚杆或锚索的外壁紧配合。
本发明所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其中，端面止浆塞以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角α为30°～120°。
本发明所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其中，锥形唇部以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角β为30°～120°。
本发明所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其中，中心止浆塞以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角γ为15°～45°。
本发明所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其中，第二内孔的周壁为波形内螺纹结构。
采用以上结构后，与现有技术相比，本发明一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞具有以下优点：使用时，首先将本发明套在锚杆或锚索上，随后将中心止浆塞插入岩或煤层的钻孔内，通过拧动螺母或拉紧锚索锁具、借助托盘使本发明不断向前推进，在钻孔孔口边沿的阻挡下产生较大变形，最终，中心止浆塞的第二内孔紧裹在锚杆或锚索上，其外锥面因受挤压而紧贴在钻孔的孔壁上，起到径向密封的作用；与此同时，变形的端面止浆塞后部与托盘紧贴，第一内孔紧裹在锚杆或锚索上，锥形唇部的大直径端部分外张、紧贴在孔口岩壁或煤壁上，起到端面密封的作用。在这种状态下，本发明可靠地封堵住了锚杆/索、托盘和岩/煤壁之间可能存在的所有渗漏通道，有力地保证了密封效果。此外，本发明由于仅由端面止浆塞、中心止浆塞和锥形唇部组成，因此经济实用、结构简单、使用方便。
附图说明
图1是本发明一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞的剖视结构示意图；
图2是将本发明与锚杆配合使用，封堵岩或煤层钻孔时的剖视结构示意图；
图3是将本发明与锚索配合使用，封堵岩或煤层钻孔时的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞作进一步详细说明：
如图1所示，在本具体实施方式中，本发明一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞由端面止浆塞11和中心止浆塞10组成，中心止浆塞10主要起径向密封作用，端面止浆塞11和中心止浆塞10均由弹性材料制成，外壁呈锥形。端面止浆塞11的小直径端与中心止浆塞10的大直径端连接，端面止浆塞11的大直径端设有向小直径端翻折的锥形唇部12，端面止浆塞11和锥形唇部12主要起端面密封作用。端面止浆塞11和中心止浆塞10上分别开设有供锚杆或锚索插入的第一内孔110和第二内孔100，第二内孔100与锚杆或锚索的外壁紧配合，以保证密封的可靠性。第二内孔100的周壁为波形内螺纹结构，可进一步保证优异的密封效果。
端面止浆塞11以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角α为30°～120°，锥形唇部12以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角β为30°～120°，中心止浆塞10以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角γ为15°～45°。本实施例中，将α设置为40°、β设置为60°、γ设置为25°，其优点在于：当本发明受挤压产生较大变形时，该角度可以起到更好的径向密封作用，且不会额外增加内外摩擦力；此外，该角度还能在保证较好端面密封的同时，防止锥形唇部12张裂或张不开。上述角度的设置使得本发明能够可靠地封堵住锚杆/索、托盘22与岩/煤壁24之间可能存在的所有渗漏通道，有力保证密封的最佳效果。
结合图2，当本发明与锚杆配合使用封堵岩或煤层的钻孔时，首先将本发明套在锚杆20上，随后将中心止浆塞10插入岩或煤层24的钻孔23内，通过拧动螺母21、借助托盘22使本发明不断向前推进，在钻孔23孔口边沿的阻挡下，本发明将产生较大变形，最终，中心止浆塞10的第二内孔100紧裹在锚杆20上，中心止浆塞10的外锥面因受挤压而紧贴在钻孔23的孔壁上，起到径向密封的作用；与此同时，变形的端面止浆塞11后部与托盘22紧贴，第一内孔110紧裹在锚杆20上，锥形唇部12的大直径端部分外张、紧贴在孔口岩壁或煤壁24上，起到端面密封的作用。在这种状态下，本发明可靠地封堵住了锚杆20、托盘22与岩/煤壁24之间可能存在的所有渗漏通道，有力地保证了密封效果。
结合图3，当本发明与锚索配合使用封堵岩或煤层的钻孔时，首先将本发明套在锚索30上，随后将中心止浆塞10插入岩或煤层24的钻孔23内，通过拉紧锚索锁具31、借助托盘22使本发明不断向前推进，在钻孔23孔口边沿的阻挡下，本发明将产生较大变形，最终，中心止浆塞10的第二内孔100紧裹在锚索30上，中心止浆塞10的外锥面因受挤压而紧贴在钻孔23的孔壁上，起到径向密封的作用；与此同时，变形的端面止浆塞11后部与托盘22紧贴，第一内孔110紧裹在锚索30上，锥形唇部12的大直径端部分外张、紧贴在孔口岩壁或煤壁上，起到端面密封的作用。在这种状态下，本发明可靠地封堵住了锚索30、托盘22与岩/煤壁24之间可能存在的所有渗漏通道，有力地保证了密封效果。
通过本发明这种结构，当钻孔成形不好或中心止浆塞位置偏斜时，由于端面止浆塞和锥形唇部封堵住了锚杆/索、托盘与岩/煤壁之间可能存在的所有渗漏通道，因此，高压注浆不会再发生渗漏，强有力地保证了密封效果，这在中空锚杆/索高压注浆时，更能体现其良好的性能以及普通止浆塞所无法具有的优势。
本发明在施工时基本不改变传统的注浆工艺，却从根本上解决了现有止浆塞存在的密封效果差，特别是在高压注浆时易发生溢浆、漏浆，使带压注浆达不到预定压力，甚至由于漏浆使注浆操作难以进行的问题。采用本发明止浆塞时，由于注浆压力高，浆液在注浆压力作用下渗透进裂隙的范围更广，对改善围岩结构，提高裂隙发育和破碎区域加固效果更为突出。使岩体强度显著提高，注浆加固可使锚杆对松软破碎围岩的锚固作用得以发挥，提高了巷道的安全性，延长巷道的使用寿命，降低巷道的维护费用。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，由端面止浆塞(11)和中心止浆塞(10)组成，其特征在于：所述端面止浆塞(11)和中心止浆塞(10)均由弹性材料制成，外壁呈锥形，端面止浆塞(11)的小直径端与中心止浆塞(10)的大直径端连接，端面止浆塞(11)的大直径端设有向小直径端翻折的锥形唇部(12)，所述端面止浆塞(11)和中心止浆塞(10)上分别开设有供锚杆或锚索插入的第一内孔(110)和第二内孔(100)，第二内孔(100)与锚杆或锚索的外壁紧配合。
2.根据权利要求1所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其特征在于：所述端面止浆塞(11)以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角α为30°～120°。
3.根据权利要求1所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其特征在于：所述锥形唇部(12)以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角β为30°～120°。
4.根据权利要求1所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其特征在于：所述中心止浆塞(10)以自身轴线相对称的两条边线之间所形成的夹角γ为15°～45°。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其特征在于：所述第二内孔(100)的周壁为波形内螺纹结构。
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