CN111101988A - 煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法 - Google Patents
煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111101988A CN111101988A CN202010097098.2A CN202010097098A CN111101988A CN 111101988 A CN111101988 A CN 111101988A CN 202010097098 A CN202010097098 A CN 202010097098A CN 111101988 A CN111101988 A CN 111101988A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anchor rod
- cable
- anchor
- coal mine
- toughness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 241000221931 Hypomyces rosellus Species 0.000 claims abstract description 3
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 229920001872 Spider silk Polymers 0.000 claims description 7
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 101710121070 Protein mesh Proteins 0.000 claims description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011418 maintenance treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000001314 paroxysmal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0006—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by the bolt material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0093—Accessories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
本发明涉及煤矿巷道支护技术领域,公开了一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法,包括:锚杆索杆体,用于插入到开设在围岩中的钻孔内,所述锚杆索杆体包括由高韧性复合材料体加工而成的高韧性复合网格,所述高韧性复合网格由蛛丝蛋白与玻璃钢纤维以网格状复合卷制而成;止挡件,套设在所述锚杆索杆体上并贴合在所述钻孔的边缘;以及锁紧件,所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧或拉紧在所述锚杆索杆体上,以将所述止挡件紧密地锁紧在所述围岩中的钻孔边缘。该锚杆索支护系统具有良好的韧性、较强的抗拉强度以及良好的延伸率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿巷道支护技术领域,特别是涉及一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法。
背景技术
矿山巷道尤其是回采巷道是保障煤矿安全高效开采的地下通道,其围岩稳定与否与煤矿安全高效开采密切相关。随着煤炭开采深度和强度的不断加大,地质环境更加复杂多变,冲击矿压与巷道围岩大变形发生频次和破坏程度也愈加强烈,释放大量冲击能造成围岩体破碎和支护整体失稳破坏,给煤矿生产安全带来极大危害,因此该问题是我国矿山行业亟需解决的关键问题之一。
据统计,巷道冲击矿压发生的次数约占冲击矿压总数的87%。冲击矿压的发生具有瞬时性、突发性和破坏性,同时伴随着大量能量释放,从能量角度来说,冲击矿压的发生实质就是巷道的周围岩体中弹性能量的积聚和突然释放的过程,释放能量主要作用于两部分,一部分作用于巷道围岩,造成围岩体的破碎;另一部分通过传递消耗作用于巷道围岩支护结构引起支护结构破坏。若在冲击矿压发生时,支护系统能及时吸收冲击产生的全部或部分动能,那就有可能消除或减弱冲击灾害程度,有效防治冲击矿压。
目前,冲击矿压巷道支护形式主要包括锚网索、U型钢、棚-索协同等支护方式。锚杆索支护技术是各种支护中较为经济合理的支护手段,由于经济合理,锚杆索支护技术在解决煤矿复杂条件下,围岩控制方面受到广泛认可,且对于冲击矿压巷道的支护与防控能起到一定的控制作用。但现有锚杆索支护系统往往存在刚度大、韧性低的特征,反应到现实中就是抗拉强度高但延伸率低,这在冲击矿压与大变形巷道中往往出现锚杆索被拉、剪断,造成支护失效的现象。例如玻璃钢锚杆就是这种现象的典型代表。对于该种现象的处理不得不补打锚杆索进行维护处理,造成了极大的人力、物力、财力的浪费。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法,以解决现有技术中的锚杆索支护系统往往存在刚度大、韧性低的特征,在冲击矿压与大变形巷道中往往出现锚杆索被拉、剪断,造成支护失效的现象,需要补打锚杆索进行维护处理,造成了极大的人力、物力、财力的浪费的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,根据本发明的第一方面,提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,包括:锚杆索杆体,用于插入到开设在围岩中的钻孔内,所述锚杆索杆体包括由高韧性复合材料体加工而成的高韧性复合网格,所述高韧性复合网格由蛛丝蛋白与玻璃钢纤维以网格状复合卷制而成;止挡件,套设在所述锚杆索杆体上并贴合在所述钻孔的边缘;以及锁紧件,所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧在所述锚杆索杆体上,以将所述止挡件紧密地锁紧或拉紧在所述围岩中的钻孔边缘。
其中,所述高韧性复合网格包括玻璃钢纤维网格和人造蛛丝蛋白网格。
其中,在所述锚杆索杆体上沿所述锚杆索杆体的轴向螺旋盘绕有左旋筋,所述锚杆索杆体由多股高韧性复合材料编织而成。
其中,所述锚杆索杆体由所述玻璃钢纤维网格和所述人造蛛丝蛋白网格复合卷制制成。
其中,所述止挡件包括限位盘、设置在所述限位盘的第一侧边上的第一限位卡以及设置在所述限位盘的第二侧边上的第二限位卡,其中,所述第一限位卡与所述第二限位卡呈相对式设置并朝远离所述围岩的方向进行延伸。
其中,所述限位盘、所述第一限位卡以及所述第二限位卡连接为一体后的断面形状为槽形。
其中,所述锚杆索支护系统还包括套设在所述锚杆索杆体上的第一碟簧和与所述第一碟簧呈对称式设置的第二碟簧,所述第一碟簧与所述第二碟簧相接触的表面形成平整支撑面;所述锁紧件设置在所述第二碟簧的外侧,所述第一碟簧与所述限位盘紧密贴合,所述第二碟簧与所述锁紧件紧密接触。
根据本发明的第二方面,还提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,包括:锚杆索杆体,用于插入到开设在围岩中的钻孔内,所述锚杆索杆体包括高韧性复合编织绳;止挡件,套设在所述锚杆索杆体上;以及锁紧件,所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧或拉紧在所述锚杆索杆体上,以将所述止挡件紧密地压实在所述围岩中的钻孔边缘。
其中,所述高韧性复合编织绳包括多股高韧性复合卷制绳,其中,所述高韧性复合卷制绳由人造蛛丝蛋白网格与玻璃钢纤维网格复合卷制而成。
根据本发明的第三方面,还提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护方法,包括:在巷道围岩的待加固区进行钻孔;在所述待加固区的表面铺设锚网并在所述锚网对应所述钻孔的位置开口,向所述钻孔内注入锚固剂并插入锚杆索杆体;将止挡件套设在所述锚杆索杆体上并使其贴紧所述锚网,将所述第一碟簧和所述第二碟簧均串联在所述锚杆索杆体上,并使得所述第一碟簧与所述限位盘的外侧面相接触,将锁紧件套设在所述锚杆索杆体上,使得所述锁紧件与所述第二碟簧的外侧面紧密贴合,旋紧所述锁紧件。
(三)有益效果
本发明提供的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,与现有技术相比,具有如下优点:
通过将该锚杆索杆体插入到围岩中的钻孔内,然后,将止挡件套设在锚杆索杆体上并使得该止挡件贴合在钻孔的边缘,同时,使得锁紧件套设在该锚杆索杆体上并能旋紧或拉紧在该锚杆索杆体上,以将该止挡件紧密地锁紧在该围岩中的钻孔边缘,这样,当围岩内部在应力的作用下发生形变时,会将该应力传递给该锚杆索杆体,然而,由于该锚杆索杆体中含有该高韧性复合网格,该高韧性复合网格具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,由此,含有该高韧性复合网格的锚杆索杆体也会同样具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,这样,即便围岩内部的应力会传递给该锚杆索杆体,然而,该锚杆索杆体也不会轻易地发生断裂,从而有效地确保了锚杆索杆体对围岩内部结构的支护。同时,由于本发明中的锚杆索杆体不易发生损坏,由此便节省了补打锚杆的工序,节省了人力、物力,节约了经济成本。
附图说明
图1为本发明的实施例一的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统的整体结构示意图;
图2为图1中的玻璃钢纤维网格的整体结构示意图;
图3为图1中的人造蛛丝蛋白网格的整体结构示意图;
图4为图1中的玻璃钢纤维网格与人造蛛丝蛋白网格复合后形成的高韧性复合网格的整体结构示意图;
图5为本发明的实施例一的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统中的高韧性复合网格在卷制成锚杆索杆体的过程中的结构示意图;
图6为本发明的实施例一的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统中的高韧性复合网格卷制成锚杆索杆体后的整体结构示意图;
图7为图1中的锚杆索杆体与左旋筋的连接结构示意图;
图8为图1中的止挡件、第一碟簧以及第二碟簧的连接结构示意图;
图9为本发明的实施例二的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统中的人造蛛丝蛋白编织绳和玻璃纤维编织绳相互拧绕后的整体结构示意图;
图10为本发明的实施例二的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统中的多股高强高韧性复合卷制绳相互拧绕的整体结构示意图;
图11为本发明的实施例的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护方法的步骤流程示意图。
附图标记:
1:锚杆索杆体;11:左旋筋;2:高韧性复合网格;21:玻璃钢纤维网格;22:人造蛛丝蛋白网格;3:止挡件;31:限位盘;32:第一限位卡;33:第二限位卡;4:锁紧件;5:第一碟簧;6:第二碟簧;7:平整支撑面;50:第二通孔;8:高韧性复合编织绳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图8所示,图中示意性地显示了该锚杆支护系统包括锚杆索杆体1和高韧性复合网格2。
在本申请的实施例中,锚杆索杆体1用于插入到开设在围岩中的钻孔(图中未示出)内,该锚杆索杆体1包括由高韧性复合材料体加工而成的高韧性复合网格2,该高韧性复合网格2由蛛丝蛋白与玻璃钢纤维以网格状复合卷制而成。
止挡件3套设在该锚杆索杆体1上并贴合在该钻孔的边缘。
该锁紧件4套设在该锚杆索杆体1上并能旋紧在该锚杆索杆体1上,以将该止挡件3紧密地锁紧或拉紧在该围岩中的钻孔边缘。具体地,通过将该锚杆索杆体1插入到围岩中的钻孔内,然后,将止挡件3套设在锚杆索杆体1上并使得该止挡件3贴合在钻孔的边缘,同时,使得锁紧件4套设在该锚杆索杆体1上并能旋紧在该锚杆索杆体1上,以将该止挡件3紧密地锁紧或拉紧在该围岩中的钻孔边缘,这样,当围岩内部在应力的作用下发生形变时,会将该应力传递给该锚杆索杆体1,然而,由于该锚杆索杆体1中含有该高韧性复合网格2,该高韧性复合网格2具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,由此,含有该高韧性复合网格2的锚杆索杆体1也会同样具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,这样,即便围岩内部的应力会传递给该锚杆索杆体1,然而,该锚杆索杆体1也不会轻易地发生断裂,从而有效地确保了锚杆索杆体1对围岩内部结构的支护。
同时,由于本发明中的锚杆索杆体1不易发生损坏,由此便节省了补打锚杆的工序,节省了人力、物力,节约了经济成本。
需要说明的是,本发明的锚杆支护系统兼备高强度与高韧性的特性。上述所述的玻璃钢纤维网格21和人造蛛丝蛋白22的复合材料来源广泛。
如图1至图6所示,在本申请的一个优选的实施例中,该高韧性复合网格2包括玻璃钢纤维网格21和人造蛛丝蛋白网格22。具体地,由于该玻璃钢纤维网格21和人造蛛丝蛋白网格22均具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,因而,由该玻璃钢纤维网格21和人造蛛丝蛋白网格22复合制成的该高韧性复合网格2也会具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,这样,即便在受到围岩应力时,该高韧性复合网格2也不易被拉断。
如图7所示,在本申请的另一个优选的实施例中,在该锚杆索杆体1上沿该锚杆索杆体1的轴向螺旋盘绕有左旋筋11,该锚杆索杆体1由多股高韧性复合材料编织而成。具体地,当将该锚杆索杆体1插入到围岩中的钻孔内后,锚杆索杆体1会与注入到钻孔内的锚固剂直接接触,在将该锚杆索杆体1不断地插入到钻孔内的过程中,锚杆索杆体1会不断地搅动钻孔内的锚固剂,为避免锚固剂逆流而出影响对锚杆索杆体1的固定,则通过在该锚杆索杆体1上增设左旋筋11,从而可以使其更好地适应该锚杆索杆体1的旋紧方向,减少锚固剂搅拌中的逆行流出。
需要说明的是,该左旋筋11从该锚杆索杆体1的表面沿径向方向向外延伸。即,该左旋筋11的根部与锚杆索杆体1的表面紧密贴合。
在本申请的另一个优选的实施例中,该锚杆索杆体1由该玻璃钢纤维网格21和该人造蛛丝蛋白网格22复合卷制制成。具体地,由于对该玻璃钢纤维网格21和该人造蛛丝蛋白网格22的特点在上面的实施例中,已经做了充分说明,为节约篇幅起见,此处不做详细描述。
需要说明的是,由该玻璃钢纤维网格21和该人造蛛丝蛋白网格22复合制成的锚杆索杆体1也同样具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,此外,该左旋筋11的增设,进一步地增强了该锚杆索杆体1整体的韧性、抗拉强度以及延伸率。
如图8所示,在本申请的一个优选的实施例中,该止挡件3包括限位盘31、设置在该限位盘31的第一侧边上的第一限位卡32以及设置在该限位盘31的第二侧边上的第二限位卡33,其中,该第一限位卡32与该第二限位卡33呈相对式设置并朝远离该围岩的方向进行延伸。具体地,该限位盘31的整体为板状,其紧密地贴设在钻孔的边缘,起到止挡的作用,实现围岩内部应力的分散。
该第一限位卡32和第二限位卡33可整体均呈板状,其形状优选为矩形。
在该限位盘31的中心区域构造有第一通孔311,该第一通孔(图中未示出)用于供锚杆索杆体1穿过。
如图8所示,在本申请的一个优选的实施例中,该限位盘31、该第一限位卡32以及该第二限位卡33连接为一体后的断面形状为槽形。具体地,该限位盘31、该第一限位卡32以及该第二限位卡33连接为一体后可以形成槽体结构,该槽体结构可以用来容纳如下所述的第一碟簧5和第二碟簧6。
如图1和图8所示,在本申请的一个优选的实施例中,该锚杆支护系统还包括套设在该锚杆索杆体1上的第一碟簧5和与该第一碟簧5呈对称式设置的第二碟簧6,该第一碟簧5与该第二碟簧6相接触的表面形成平整支撑面7。具体地,通过使得该第一碟簧5与第二碟簧6共用相同的平整支撑面7,从而可以有效地提高抗冲击特性,两者配合形成整体可以抗冲击大变形的高阻力的锚杆索杆体1。该限位盘31、第一限位卡32以及第二限位卡33的加工简单易于组装,抗冲击特性与延伸特性突出,克服了传统锚杆索支护系统的强度高、韧性低、易折断或冲断的情况,能够满足煤矿冲击矿压或大变形巷道的稳定控制的要求。
该锁紧件4设置在该第二碟簧6的外侧,该第一碟簧5与该限位盘31紧密贴合,该第二碟簧6与该锁紧件4紧密接触。具体地,通过旋紧该锁紧件4,便可以有效地固定第一碟簧5和第二碟簧6在锚杆索杆体1的轴向上的位置,即,在图1所示的第一碟簧5的左侧设有限位盘31进行止挡,在第二碟簧6的右侧设有该锁紧件4,通过旋紧该锁紧件4,可以使得该第一碟簧5与第二碟簧6的接触面紧密贴合,即,使得该第一碟簧5与第二碟簧6的接触面共同形成该平整支撑面7。这样,在围岩内部受到较大的应力作用时,该应力会作用给该锚杆索杆体1,使得该锚杆索杆体1将该应力沿该锚杆索杆体1的轴向传递给该第一碟簧5和第二碟簧6,由于该第一碟簧5和第二碟簧6均具有较强的韧性、较强的结构强度以及较好的弹性伸缩量,因而,该第一碟簧5和第二碟簧6会将围岩应力转化为弹性势能,以将围岩的内部应力及时有效地传递出去,减小对锚杆索杆体1的损伤,避免该锚杆索杆体1发生拉断或是被剪断的情况。
在本申请的一个实施例中,在该第一碟簧5和第二碟簧6的中心区域均构造有第二通孔50,该第二通孔50用于供锚杆索杆体1穿过。
在一个实施例中,该锁紧件4优选为螺母或在内部孔壁上构造有螺纹结构的块状或柱状结构。
如图9和图10所示,根据本发明的第二方面,还提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆支护系统。
在本申请实施例中,仅仅描述与上述实施例不同的结构特征,对于相同的结构特征,为节约篇幅起见,此处不做赘述。
该锚杆支护系统包括锚杆索杆体1,该锚杆索杆体1用于插入到开设在围岩中的钻孔内,该锚杆索杆体1包括高韧性复合编织绳8。需要说明的是,该高韧性复合编织绳8也同样具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率。
在本申请的另一个优选的实施例中,该高韧性复合编织绳8包括高韧性复合编织绳A和高韧性复合编织绳B,其中,该高韧性复合编织绳A与该高韧性复合编织绳B相互拧绕并形成一体。具体地,通过使得该高韧性复合编织绳A与高韧性复合编织绳B相互拧绕并形成一体,从而可以有效地提高该高韧性复合编织绳8的整体韧性以及抗拉强度。这样,即便围岩内部的应力会传递给该锚杆索杆体1,然而,该锚杆索杆体1也不会轻易地发生断裂,从而有效地确保了锚杆索杆体1对围岩内部结构的支护。
在一个实施例中,该高韧性复合编织绳A与该高韧性复合编织绳B可以采用类似拧“麻花绳”的方法拧绕为一体。
如图11所示,根据本发明的第三方面,还提供一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的支护方法,包括:
步骤S1,在巷道围岩的待加固区进行钻孔。其中,可以借助矿用风泵冲刷干净钻孔的孔壁。
步骤S2,在该待加固区的表面铺设锚网(图中未示出)并在该锚网对应该钻孔的位置开口,向该钻孔内注入锚固剂并插入锚杆索杆体1。其中,该锚固剂凝固后可以使得锚杆索杆体1牢固地固定在钻孔内并与钻孔周围的围岩连接为一体。需要说明的是,锚网作为巷道的锚杆支护系统中的重要组成部分,能够起到良好的护表作用,防止围岩壁坍塌垮落。
步骤S3,将止挡件3套设在该锚杆索杆体1上并使其贴紧该锚网,将该第一碟簧5和该第二碟簧6均串联在该锚杆索杆体1上,并使得该第一碟簧5与该限位盘31的外侧面相接触,将锁紧件4套设在该锚杆索杆体1上,使得该锁紧件4与该第二碟簧6的外侧面紧密贴合,旋紧该锁紧件4。其中,分别调整第一碟簧5和第二碟簧6的位置并使其处于限位盘31的中间,使得该第一碟簧5和第二碟簧6与设置在其两侧的第一限位卡32和第二限位卡33保持10mm(毫米)的距离。
在一个实施例中,锚杆索杆体1的直径应小于锚固剂3mm(毫米)。这样,可以有利于锚固剂的搅拌与围岩充分结合固定。
借助扭矩扳手、风动锚杆钻机或张拉设备将锁紧件4拧紧,即借助锁紧件4施加预紧力,预紧力应不低于锚杆索杆体1的屈服强度的30%。这样,可以形成主动支护,使锚杆索杆体1主动支护巷道围岩,而不是等围岩变形被动施加压力。
在本申请的一个实施例中,重复步骤S1至步骤S3,直至将所有的锚杆索杆体1全部安装完毕。
综上所述,通过将该锚杆索杆体1插入到围岩中的钻孔内,然后,将止挡件3套设在锚杆索杆体1上并使得该止挡件3贴合在钻孔的边缘,同时,使得锁紧件4套设在该锚杆索杆体1上并能旋紧在该锚杆索杆体1上,以将该止挡件3紧密地锁紧在该围岩中的钻孔边缘,这样,当围岩内部在应力的作用下发生形变时,会将该应力传递给该锚杆索杆体1,然而,由于该锚杆索杆体1中含有该高韧性复合网格2,该高韧性复合网格2具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,由此,含有该高韧性复合网格2的锚杆索杆体1也会同样具有较好的韧性、较强的抗拉强度以及较好的延伸率,这样,即便围岩内部的应力会传递给该锚杆索杆体1,然而,该锚杆索杆体1也不会轻易地发生断裂,从而有效地确保了锚杆索杆体1对围岩内部结构的支护。
同时,由于本发明中的锚杆索杆体1不易发生损坏,由此便节省了补打锚杆的工序,节省了人力、物力,节约了经济成本。
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 (10)
1.一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,包括:
锚杆索杆体,用于插入到开设在围岩中的钻孔内,所述锚杆索杆体包括由高韧性复合材料体加工而成的高韧性复合网格,所述高韧性复合网格由蛛丝蛋白与玻璃钢纤维以网格状复合卷制而成;
止挡件,套设在所述锚杆索杆体上并贴合在所述钻孔的边缘;以及
锁紧件,所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧在所述锚杆索杆体上,以将所述止挡件紧密地锁紧或拉紧在所述围岩中的钻孔边缘。
2.根据权利要求1所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,所述高韧性复合网格包括玻璃钢纤维网格和人造蛛丝蛋白网格。
3.根据权利要求2所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,在所述锚杆索杆体上沿所述锚杆索杆体的轴向螺旋盘绕有左旋筋,所述锚杆索杆体由多股高韧性复合材料编织而成。
4.根据权利要求3所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,所述锚杆索杆体由所述玻璃钢纤维网格和所述人造蛛丝蛋白网格复合卷制制成。
5.根据权利要求1所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,所述止挡件包括限位盘、设置在所述限位盘的第一侧边上的第一限位卡以及设置在所述限位盘的第二侧边上的第二限位卡,其中,所述第一限位卡与所述第二限位卡呈相对式设置并朝远离所述围岩的方向进行延伸。
6.根据权利要求5所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,所述限位盘、所述第一限位卡以及所述第二限位卡连接为一体后的断面形状为槽形。
7.根据权利要求5所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,所述锚杆索支护系统还包括套设在所述锚杆索杆体上的第一碟簧和与所述第一碟簧呈对称式设置的第二碟簧,所述第一碟簧与所述第二碟簧相接触的表面形成平整支撑面;
所述锁紧件设置在所述第二碟簧的外侧,所述第一碟簧与所述限位盘紧密贴合,所述第二碟簧与所述锁紧件紧密接触。
8.一种煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,包括:锚杆索杆体,用于插入到开设在围岩中的钻孔内,所述锚杆索杆体包括高韧性复合编织绳;
止挡件,套设在所述锚杆索杆体上;以及
锁紧件,所述锁紧件套设在所述锚杆索杆体上并能旋紧或拉紧在所述锚杆索杆体上,以将所述止挡件紧密地压实在所述围岩中的钻孔边缘。
9.根据权利要求8所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统,其特征在于,所述高韧性复合编织绳包括多股高韧性复合卷制绳,其中,所述高韧性复合卷制绳由人造蛛丝蛋白网格与玻璃钢纤维网格复合卷制而成。
10.一种基于上述权利要求1至7中任一项所述的煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统的支护方法,其特征在于,包括:
在巷道围岩的待加固区进行钻孔;
在所述待加固区的表面铺设锚网并在所述锚网对应所述钻孔的位置开口,向所述钻孔内注入锚固剂并插入锚杆索杆体;
将止挡件套设在所述锚杆索杆体上并使其贴紧所述锚网,将所述第一碟簧和所述第二碟簧均串联在所述锚杆索杆体上,并使得所述第一碟簧与所述限位盘的外侧面相接触,将锁紧件套设在所述锚杆索杆体上,使得所述锁紧件与所述第二碟簧的外侧面紧密贴合,旋紧所述锁紧件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010097098.2A CN111101988B (zh) | 2020-02-17 | 2020-02-17 | 煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010097098.2A CN111101988B (zh) | 2020-02-17 | 2020-02-17 | 煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111101988A true CN111101988A (zh) | 2020-05-05 |
CN111101988B CN111101988B (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=70427946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010097098.2A Active CN111101988B (zh) | 2020-02-17 | 2020-02-17 | 煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111101988B (zh) |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04281999A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-07 | Kuraray Co Ltd | ロックボルト |
JPH05321406A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Railway Technical Res Inst | 有機合成繊維製太径ロッド |
JPH0813976A (ja) * | 1994-07-01 | 1996-01-16 | Keisuke Nakagaki | 岩盤固結用パイプ |
JP3099941B2 (ja) * | 1995-12-25 | 2000-10-16 | 株式会社ケー・エフ・シー | Frp製のロツクボルトおよびその製法 |
CN1922386A (zh) * | 2003-12-17 | 2007-02-28 | 泰拉西米科股份有限公司 | 涂敷的采矿锚杆 |
CN101086159A (zh) * | 2006-06-07 | 2007-12-12 | 山东大学 | 环向限延伸柔性注压锚杆 |
CN201043272Y (zh) * | 2007-04-26 | 2008-04-02 | 成都鑫隆泰工程材料有限公司 | 一种耐腐蚀纤维锚杆 |
US7651299B2 (en) * | 2008-02-13 | 2010-01-26 | Yun Peng Huang | Anchoring cable with new structure and materials to buffer stress and restore elasticity |
CN201857983U (zh) * | 2010-05-19 | 2011-06-08 | 宜兴市星洲复合材料有限公司 | 金属丝与玻璃钢复合型锚杆杆体 |
CN201865104U (zh) * | 2010-12-09 | 2011-06-15 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 | 一种挤压式碳纤维锚索锚固装置 |
CN102691513A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-09-26 | 山东科技大学 | 一种高强度金属粗尾让压锚杆 |
CN102979097A (zh) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 上海启鹏工程材料科技有限公司 | 一种编织套管型frp筋及其制备方法 |
CN103867222A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-06-18 | 晋城宏圣科威矿用材料有限公司 | 让压式玻璃钢锚杆 |
CN203783616U (zh) * | 2014-01-17 | 2014-08-20 | 中国矿业大学(北京) | 一种强力复合锚杆 |
CN204327134U (zh) * | 2014-12-09 | 2015-05-13 | 江西远东机械科技有限公司 | 一种预应力平衡锚索 |
KR20160013690A (ko) * | 2014-07-28 | 2016-02-05 | 주식회사그라운드이엔씨 | 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법 |
CN107060852A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-08-18 | 北京工业大学 | 一种内嵌钢绞线的frp空心注浆锚杆 |
CN206801602U (zh) * | 2017-06-07 | 2017-12-26 | 浙江华东工程咨询有限公司 | 一种玻璃纤维锚杆 |
CN209722869U (zh) * | 2019-02-19 | 2019-12-03 | 新乡市景龙复合材料有限公司 | 一种高强度网状全螺纹玻璃钢锚杆 |
-
2020
- 2020-02-17 CN CN202010097098.2A patent/CN111101988B/zh active Active
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04281999A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-07 | Kuraray Co Ltd | ロックボルト |
JPH05321406A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Railway Technical Res Inst | 有機合成繊維製太径ロッド |
JPH0813976A (ja) * | 1994-07-01 | 1996-01-16 | Keisuke Nakagaki | 岩盤固結用パイプ |
JP3099941B2 (ja) * | 1995-12-25 | 2000-10-16 | 株式会社ケー・エフ・シー | Frp製のロツクボルトおよびその製法 |
CN1922386A (zh) * | 2003-12-17 | 2007-02-28 | 泰拉西米科股份有限公司 | 涂敷的采矿锚杆 |
CN101086159A (zh) * | 2006-06-07 | 2007-12-12 | 山东大学 | 环向限延伸柔性注压锚杆 |
CN201043272Y (zh) * | 2007-04-26 | 2008-04-02 | 成都鑫隆泰工程材料有限公司 | 一种耐腐蚀纤维锚杆 |
US7651299B2 (en) * | 2008-02-13 | 2010-01-26 | Yun Peng Huang | Anchoring cable with new structure and materials to buffer stress and restore elasticity |
CN201857983U (zh) * | 2010-05-19 | 2011-06-08 | 宜兴市星洲复合材料有限公司 | 金属丝与玻璃钢复合型锚杆杆体 |
CN201865104U (zh) * | 2010-12-09 | 2011-06-15 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 | 一种挤压式碳纤维锚索锚固装置 |
CN102979097A (zh) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 上海启鹏工程材料科技有限公司 | 一种编织套管型frp筋及其制备方法 |
CN102691513A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-09-26 | 山东科技大学 | 一种高强度金属粗尾让压锚杆 |
CN203783616U (zh) * | 2014-01-17 | 2014-08-20 | 中国矿业大学(北京) | 一种强力复合锚杆 |
CN103867222A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-06-18 | 晋城宏圣科威矿用材料有限公司 | 让压式玻璃钢锚杆 |
KR20160013690A (ko) * | 2014-07-28 | 2016-02-05 | 주식회사그라운드이엔씨 | 토목섬유를 이용한 네일링 보강장치 및 네일링 보강공법 |
CN204327134U (zh) * | 2014-12-09 | 2015-05-13 | 江西远东机械科技有限公司 | 一种预应力平衡锚索 |
CN107060852A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-08-18 | 北京工业大学 | 一种内嵌钢绞线的frp空心注浆锚杆 |
CN206801602U (zh) * | 2017-06-07 | 2017-12-26 | 浙江华东工程咨询有限公司 | 一种玻璃纤维锚杆 |
CN209722869U (zh) * | 2019-02-19 | 2019-12-03 | 新乡市景龙复合材料有限公司 | 一种高强度网状全螺纹玻璃钢锚杆 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘广建等: "新型锦纶、涤纶混杂玻璃纤维锚杆的拉伸试验研究", 《煤矿机械》 * |
段久芳: "《天然高分子材料》", 31 March 2016, 华中科技大学出版社 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111101988B (zh) | 2021-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5314268A (en) | Non-metallic reinforcing rod and method of use in supporting a rock formation | |
Gasii | Technological and design features of flat-rod elements with usage of composite reinforced concrete | |
KR101027029B1 (ko) | 롬버스형 고장력 와이어로프 네트패널을 이용한 사면보강시스템 | |
CN113217053A (zh) | 一种自适应大变形预应力锚杆 | |
CN1966937A (zh) | 深部巷道强力锚杆一次支护方法 | |
CN103089279A (zh) | 一种多巷顺槽巷间薄煤柱加固的方法 | |
KR20100081704A (ko) | 경사지반 압박 보강 구조 및 공법 | |
CN108442954A (zh) | 一种深部锚固压力型可连接让压锚杆及使用方法 | |
CN111101988B (zh) | 煤矿冲击矿压或大变形巷道的锚杆索支护系统及支护方法 | |
CN113107560B (zh) | 破碎煤巷增强锚固型让压注浆锚杆锚固装置及其使用方法 | |
KR20090091011A (ko) | Pc강연선을 이용한 지반보강공법 및 지반보강장치 | |
CN110185451B (zh) | 一种矿用生根锚固式双层井壁 | |
CN210948737U (zh) | 薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施 | |
KR20120047438A (ko) | 표면 가압식 락볼팅 공법 | |
KR20090032599A (ko) | 경사지반 표면 압착 보강구조 및 경사지반 표면 압착보강공법 | |
CN109252881A (zh) | 钢管水泥砂浆预应力锚索及其支护方法 | |
CN115559759A (zh) | 一种深部薄层状围岩大变形主动控制方法及装置 | |
KR20090081843A (ko) | 외장형 스프링 락볼트를 이용한 암사면지반 보강공법 | |
CN212376670U (zh) | 一种地下矿山破碎顶板支护装置 | |
CN210317367U (zh) | 一种新型高锚固力可伸长锚索装置 | |
CN208950617U (zh) | 钢管水泥砂浆预应力锚索 | |
CN208184760U (zh) | 一种煤矿用锚杆保护套 | |
CN112761170A (zh) | 一种适用于边坡危岩体的崩塌防治装置 | |
CN220748307U (zh) | 巷道支护结构 | |
Rataj et al. | Development of roofbolting in Australian coal mining |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230217 Address after: 102206 No.1 Linkong 2nd Road, Shunyi Park, Zhongguancun Science Park, Shunyi District, Beijing Patentee after: CCTEG Coal Mining Research Institute Co.,Ltd. Address before: Tiandi building, Coal Research Institute, No.5, Qingnian Gou Road, Chaoyang District, Beijing 100013 Patentee before: TIANDI SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |