CN109611134A - 一种用于松散体条带充填的注浆锚索及条带充填方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于松散体条带充填的注浆锚索及条带充填方法，其解决了现有技术中松散体支护力不足，围岩抗变形能力差的技术问题。其设有索体，索体一端设有固定结构及注浆口，固定结构从端部向内依次设置有索具、垫圈、托盘与挡板，挡板另一侧设置有止浆塞，索体内设置有注浆芯管与出浆口，注浆芯管与注浆口相连通，浆液通过出浆口注入松散体内，索体的另一端也设置有结构相同的固定结构及注浆口，索体内出浆口依次设有多个。本发明注浆锚索结构简单、成本低、性能可靠、对松散体条带可控性强，支护效果好；通过围岩注浆加固，不仅可以有效加固松散体，还可以提高两侧松散体的抗变形能力，确保松散体围岩的稳定性。

Description

一种用于松散体条带充填的注浆锚索及条带充填方法

技术领域

本发明属于采空区治理技术领域，涉及一种采空区充填方法，具体涉及一种用于松散体条带充填的注浆锚索及条带充填方法。

背景技术

随着煤炭开采技术的不断进步与发展，煤矿采空区的处理方法越来越多。采空区充填是治理采空区最常用也是现阶段最有效的方法，但有时应用采空区充填也会给煤矿增加开采成本，因为采空区充填需要合适的充填材料，如果煤矿附近缺少合适的充填材料，此时如果去寻找或者回收充填材料，充填成本将会急剧增加。

受限于充填成本及充填材料的不足，松散体条带充填将成为采空区处理的新方法。但是，应用松散体条带充填采空区，会面临着临时支护不足及永久支护困难等问题。锚索支护是采用具有一定弯曲柔性的钢绞线，通过预先钻出的钻孔以一定的方式锚固在围岩深部，外露端通过锁具压紧托盘对围岩进行补强加固的一种支护手段，其特点是锚固半径大，承载能力高，加固范围广，且可以施加较大的预紧力，因而可以获得比较理想的围岩支护效果。注浆可以增强松散体的胶结力，达到松散体强化的效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中松散体支护力不足，围岩抗变形能力及稳定性较差的技术问题，提供一种既具备注浆加固松散体的作用，又可以大幅度提高松散体两侧的抗变形能力的注浆锚索及条带充填方法。

为解决上述技术问题，为此本发明所采用的技术方案如下：

一种用于松散体条带充填的注浆锚索，其设有索体，索体一端设有固定结构及注浆口，固定结构从端部向内依次设置有索具、垫圈、托盘与挡板，挡板另一侧设置有止浆塞，索体内设置有注浆芯管与出浆口，注浆芯管与注浆口相连通，出浆口设置在注浆芯管上，浆液通过出浆口注入松散体内，索体的另一端也设置有结构相同的固定结构及注浆口，索体内出浆口依次设有多个。

优选的，出浆口之间的距离为1m。

条带充填方法包括如下步骤：

1)顶板初次垮落及第一充填进尺：上行式正常推进煤层开采，当顶板垮落之后，形成长度为20m的垮落区，继续开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，条带宽度为8m；

2)铺设注浆锚索：靠近顶板铺设一层注浆锚索，注浆锚索两侧锚固金属网，给予条带充填体初始约束；

3)注浆：将注浆口与注浆泵相连通，通过注浆泵向注浆锚索的注浆芯管内注浆，浆液从松散体中部向四周扩散，浆液凝固后将松散体胶结成一个整体；

4)第二充填进尺：煤层继续开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，此时，条带宽度为16m，重复步骤2)和步骤3)；

5)第三充填进尺：继续向前开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，此时条带宽度为24m，重复步骤2)和步骤3)；

6)重复步骤1)至步骤5)，直至煤层全部采出，采空区部分充填并进行注浆。

优选的，步骤2)中注浆锚索水平间距设置为1m，注浆锚索两端注浆端均漏出0.4m。

优选的，注浆锚索长度比充填进尺的尺寸长1-1.2m。

优选的，步骤3)还包括，从低位侧松散体条带底部直至顶板敷设一层耐磨橡胶板。

本发明注浆锚索结构简单，成本低，性能可靠，对松散体条带可控性强，操作方便，支护效果好，具有广泛适用性。本发明利用浆液进行注浆，不仅可以加固松散体，还可以大幅度提高两侧松散体围岩的抗变形能力，尤其是通过两端紧固，能够有效地确保松散体稳定性。

附图说明

图1是本发明中注浆锚索的结构示意图；

图2是本发明图1中A-A横断面剖视结构示意图；

图3是本发明中注浆锚索的施工布置条带高位侧示意图；

图4是本发明中注浆锚索的施工布置条带低位侧示意图；

图5是本发明工作面开采前示意图；

图6是本发明工作面初次开采示意图；

图7是本发明工作面条带初次充填示意图；

图8是本发明工作面条带充填效果示意图；

图9是本发明松散体条带充填开采8m及初次垮落示意图；

图10是本发明松散体条带充填第一充填进尺示意图；

图11是本发明松散体条带充填开采16m示意图；

图12是本发明工作面条带充填第二充填进尺示意图；

图13是本发明工作面条带充填开采24m示意图；

图14是本发明工作面条带充填第三充填进尺示意图；

图15是本发明松散体条带充填水平剖面示意图。

图中符号标记说明：

1.索体；2.止浆塞；3.索具；4.垫圈；5.托盘；6.挡板；7.注浆口；8.注浆芯管；9.出浆口；10.钢绞线；11.金属网；12.耐磨橡胶板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的术语如无特殊规定，均为行业常规的术语。此处所描述的具体实施例仅仅用来解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种用于松散体条带充填的注浆锚索，其设有用于穿过松散体的索体1，索体1的两端均设置有固定结构及注浆口7，固定结构从索体1的端部向内依次设置有索具3、垫圈4、托盘5与挡板6，挡板6在外侧挡住松散体，托盘5用于卡顶在围岩上，垫圈4设置在托盘锁具3及托盘5之间，索具3用于锁紧垫圈4与托盘5。挡板6远离注浆口7的一侧的索体1上设置有止浆塞2，止浆塞2的一端塞入钻孔中，另一端通过索具3及托盘5压紧在钻孔孔口处，用于密封钻孔，防止注浆时浆液外溢。

索体1内设置有注浆芯管8与出浆口9，注浆芯管8与索体1两端的注浆口7相连通，注浆芯管8的长度即为锚索长度；出浆口9设置在注浆芯管8上，出浆口数量为依次设有多个，在松散体内部的索体1上每间隔1m长度设置出浆口9，浆液自出浆口9注入松散体内，注浆芯管8外周缠绕有多根钢绞线10，如图2所示，钢绞线10以螺旋状均匀紧密的围绕在注浆芯管8周围。

一种使用此注浆锚索的松散体条带充填的方法，其包括以下步骤：

1)顶板初次垮落及第一充填进尺：如图5-图7、图9及图10所示，上行式正常推进煤层开采，当顶板垮落之后，形成长度为20m的垮落区，继续开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，条带宽度为8m；充填过程中，尽量保证大块松散体在两侧，较小颗粒在内部，利于自稳以及后期锚固。

2)铺设注浆锚索：如图3所示，在靠近顶板铺设一层注浆锚索，注浆锚索水平间距为1m，注浆锚索两端注浆端均漏出0.4m，以便于注浆锚索锚固，铺设注浆锚索长度比充填进尺的尺寸长1-1.2m；注浆锚索两侧锚固金属网11，给予松散体条带初始约束力。

3)注浆：将注浆口7与注浆泵相连通，通过注浆泵向注浆芯管8内注浆，注浆压力为0.25MPa-0.5MPa，浆液从松散体中部向四周扩散；浆液凝固后将松散体胶结成一个整体，为了预防漏浆跑浆，低位侧松散体条带从底部敷设一层耐磨橡胶板12，如图4所示，直至注浆锚索锚固端，通过注浆锚索固定。

4)第二充填进尺：如图11、图12所示，煤层继续开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，此时，条带宽度为16m，重复步骤2)和步骤3)，重复进行铺设注浆锚索及注浆。

5)第三充填进尺：如图13、图14所示，继续向前开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，此时条带宽度为24m，重复步骤2)和步骤3)，铺设注浆锚索及注浆。

6)重复步骤1)至步骤5)，如图8、图15所示，直至煤层全部采出，采空区部分充填并进行注浆。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求书的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种用于松散体条带充填的注浆锚索，其设有索体，所述索体一端设有固定结构及注浆口，所述固定结构从端部向内依次设置有索具、垫圈、托盘与挡板，所述挡板另一侧设置有止浆塞，所述索体内设置有注浆芯管与出浆口，所述注浆芯管与所述注浆口相连通，所述出浆口设置在注浆芯管上，浆液通过所述出浆口注入松散体内，其特征在于，所述索体的另一端也设置有结构相同的固定结构及注浆口，所述索体内出浆口依次设有多个。

2.根据权利要求1所述的一种用于松散体条带充填的注浆锚索，其特征在于，所述出浆口之间的距离为1m。

3.一种使用如权利要求1或2所述注浆锚索的条带充填方法，其特征在于，所述条带充填方法包括如下步骤：

1)顶板初次垮落及第一充填进尺：上行式正常推进煤层开采，当顶板垮落之后，形成长度为20m的垮落区，继续开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，条带宽度为8m；

2)铺设注浆锚索：靠近顶板铺设一层注浆锚索，注浆锚索两侧锚固金属网，给予条带充填体初始约束；

3)注浆：将注浆口与注浆泵相连通，通过注浆泵向注浆锚索的注浆芯管内注浆，浆液从松散体中部向四周扩散，浆液凝固后将松散体胶结成一个整体；

4)第二充填进尺：煤层继续开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，此时，条带宽度为16m，重复步骤2)和步骤3)；

5)第三充填进尺：继续向前开采8m，在保证顶板不垮落的条件下，以建筑垃圾、煤矿矸石等松散材料条带充填采空区，此时条带宽度为24m，重复步骤2)和步骤3)；

6)重复步骤1)至步骤5)，直至煤层全部采出，采空区部分充填并进行注浆。

4.根据权利要求3所述的条带充填方法，其特征在于，所述步骤2)中注浆锚索水平间距设置为1m，所述注浆锚索两端注浆端均漏出0.4m。

5.根据权利要求4所述的条带充填方法，其特征在于，所述注浆锚索长度比充填进尺的尺寸长1-1.2m。

6.根据权利要求3所述的条带充填方法，其特征在于，所述步骤3)还包括，从低位侧松散体条带底部直至顶板敷设一层耐磨橡胶板。