CN113653520A - 一种对拉让压注浆锚索及其支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种对拉让压注浆锚索及其支护方法,涉及矿山支护技术领域。既可以降低锚索脱锚的可能性,又可以降低瓦斯进入锚索孔的可能性。所述对拉让压注浆锚索及其支护方法,包括:第一索体、第二索体、连接装置、第一托盘、第二托盘、第一锁具、第二锁具、第一封孔管、第一封孔塞、第二封孔管、第二封孔塞和注浆管,所述连接装置包括第三锁具、第四锁具、连杆、和缓冲装置;所述第一封孔塞中穿设有所述第一封孔管;所述第二封孔塞中穿设有所述第二封孔管;所述注浆管插设在所述第一封孔管或所述第二封孔管中;所述连接装置用于连接所述第一索体和所述第二索体。适用于双巷掘进等冲击能量较大的煤矿开采场景。
Description
技术领域
本发明涉及矿山支护技术领域。尤其是涉及一种对拉让压注浆锚索及其支护方法。
背景技术
煤矿采区布置通常采用双巷掘进且在掘进巷道之间留设护巷煤柱的开采方式,其中,护巷煤柱有利于维护巷道的稳定性。但是这种开采方式在临近采煤工作面回采期间动压比较大,护巷煤柱会发生煤柱裂隙发育和产生较大变形,普通锚索支护效果差,容易脱锚,而且在开采过程中,瓦斯会进入锚索孔中。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种对拉让压注浆锚索及其支护方法,既可以降低锚索脱锚的可能性,又可以降低瓦斯进入锚索孔的可能性。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供一种对拉让压注浆锚索,包括:第一索体、第二索体、连接装置、第一托盘、第二托盘、第一锁具、第二锁具、第一封孔管、第一封孔塞、第二封孔管、第二封孔塞和注浆管,所述连接装置包括第三锁具、第四锁具、连杆、和缓冲装置;所述第一索体的第一端依次穿过所述第一封孔塞和所述第一托盘后夹设在所述第一锁具中,所述第一索体的第二端夹设在所述第三锁具中;所述第二索体的第一端依次穿过所述第二封孔塞和所述第二托盘后夹设在所述第二锁具中,所述第二索体的第二端夹设在所述第四锁具中;所述第一封孔塞中穿设有所述第一封孔管;所述第二封孔塞中穿设有所述第二封孔管;所述注浆管插设在所述第一封孔管或所述第二封孔管中;所述连杆用于连接所述第三锁具和所述第四锁具;所述缓冲装置用于限制所述连杆断裂后,所述第三锁具与所述第四锁具之间的距离不少于0.5米。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,所述第一索体和所述第三锁具之间套设有第一软皮,所述第二索体和所述第四锁具之间套设有第二软皮;所述第一软皮用于对锚索孔进行全长锚固后、在围岩变形的作用下带动所述第三锁具沿所述第一索体向所述锚索孔外移动让压,所述第二软皮用于对所述锚索孔进行全长锚固后、在围岩变形的作用下带动所述第四锁具沿所述第二索体向所述锚索孔外移动让压。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,还包括第一让压结构和第二让压结构,所述第一让压结构夹持在所述第一锁具与所述第一托盘之间,所述第二让压结构夹持在所述第二锁具与所述第二托盘之间。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,还包括恒阻器,所述恒阻器套设在所述第一索体或所述第二索体上;所述锚索孔端口向内扩有恒阻器安装孔,所述恒阻器位于所述恒阻器安装孔内。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,所述连杆包括第一螺纹段、光杆段和第二螺纹段,所述光杆段外侧与所述连杆轴心之间的距离大于所述第一螺纹段的螺牙和所述第二螺纹段的螺牙分别与所述连杆轴心之间的距离,所述第一螺纹段的螺牙和所述第二螺纹段的螺牙分别与所述连杆轴心之间的距离相等;所述第一螺纹段、所述第二螺纹段分别与所述光杆段之间轴向设有预制开孔。
第二方面,本发明实施例提供一种对拉让压注浆锚索支护方法,使用第一方面中任一所述对拉让压注浆锚索支护巷道,包括步骤:掘进在前掘进巷道和在后掘进巷道,在在前掘进巷道和在后掘进巷道之间的护巷煤柱上钻设锚索孔,并将对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中;再次掘进所述在前掘进巷道前,通过所述第一封孔管向所述锚索孔中注入封孔材料;随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩变形,所述让压注浆锚索两端的第一让压结构和第二让压结构发生变形,产生第一段让压距离,进行第一次让压支护;随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩进一步变形,所述让压注浆锚索的连杆断裂,产生第二段让压距离,进行第二次让压支护;拆卸所述在后掘进巷道侧的所述第二让压结构更换为第三让压结构,并在在所述后掘进巷道侧的所述让压注浆锚索端部穿设第二封孔塞,将第二封孔管和注浆管插入所述第二封孔塞中;随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩再一步变形,所述第三让压结构发生变形,产生第三段让压距离,进行第三次让压支护;通过所述第二封孔管向锚索孔中注入封孔材料,并通过所述注浆管向锚索孔中注入注浆材料,对所述护巷煤柱进行全长锚固支护。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,所述对护巷煤柱进行全长锚固支护后,在围岩继续变形的作用下,第三锁具挤压破坏所述第三锁具和第一软皮之间的注浆材料后,沿所述让压注浆锚索的第一索体向所述锚索孔外移动;在围岩变形作用下,第四锁具挤压破坏所述第四锁具和第二软皮之间的注浆材料,沿所述让压注浆锚索的第二索体向锚索孔外移动;产生第四段让压距离,进行第四次让压支护。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,所述第一次让压支护之后,全长锚固支护之前,还包括步骤:恒阻器变形至设计值产生第五段让压距离,进行第五次让压支护。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,所述连杆分别与所述第三锁具和所述第四锁具之间的承载力,大于所述第一让压结构和所述第二让压结构的承载力,小于所述第一索体和所述第二索体的破断力;围岩初步变形,所述第一让压结构和所述第二让压结构先变形产生让压距离,释放围岩荷载;围岩进一步变形,所述第三锁具和所述第四锁具与所述连杆之间的连接断开再次产生让压距离,释放围岩荷载。
根据本发明实施例的一种具体实现方式,所述在在前掘进巷道和在后掘进巷道之间的护巷煤柱上钻设锚索孔,并将让压注浆锚索推入锚索孔中,包括步骤:从所述在前掘进巷道侧向所述在后掘进巷道侧钻设所述锚索孔,使所述锚索孔的水平长度大于所述护巷煤柱边界线的水平长度;将所述第一索体和所述第二索体通过所述连接装置连接为所述对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中,使所述对拉让压注浆锚索的锚索头位于所述护巷煤柱边界线内;在所述在前掘进巷道侧的所述对拉让压注浆锚索的端部依次安装所述第一封孔塞、所述第一托盘、所述第一让压结构和所述第一锁具,并将所述第一封孔管插入所述第一封孔塞;掘进所述在后掘进巷道,露出所述锚索孔后,推动使所述对拉让压注浆锚索使在所述在后掘进巷道侧的锚索头露出所述锚索孔至设计值;在所述在后掘进巷道侧的所述对拉让压注浆锚索的端部依次安装所述第二封孔塞、所述第二托盘、所述第二让压结构和所述第二锁具,并将所述第二封孔管和所述注浆管插入所述第二封孔塞。
本发明实施例提供的一种对拉让压注浆锚索及其支护方法,连接装置的连杆与第三锁具和第四锁具之间的承载力小于锚索破断力,由此,当动压载荷冲击护巷煤柱时,锚索对护巷煤柱进行支撑,当动压载荷过大时,对拉让压注浆锚索的连接装置的连杆与第三锁具和第四锁具之间断开,撞击在缓冲装置上,产生让压距离,释放一部分动压载荷,然后让压锚杆在缓冲装置的作用下继续对护巷煤柱进行支撑;两端设置的封孔管向封孔塞内注入封孔材料,可以避免开采过程中的瓦斯或者水滴进入锚索孔;这样,既可以降低锚索脱锚的可能性,又可以降低瓦斯进入锚索孔的可能性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索的部分结构示意图;
图2为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索的支护示意图;
图3为本发明一实施例一种使用恒阻器的对拉让压注浆锚索的结构示意图;
图4为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索的连接装置的结构示意图;
图5为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法的流程图;
图6为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中将对拉让压注浆锚索插入锚索孔的示意图;
图7为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中在对拉让压注浆锚索两端分别安装第一让压结构和第二让压结构的示意图;
图8为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中对在前掘进巷道锚索孔进行封孔的示意图;
图9为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中第一让压结构和第二让压结构让压变形的示意图;
图10为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中将变形后的第二让压结构更换为第三让压结构的示意图;
图11为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中第三让压结构让压变形的示意图;
图12为本发明一实施例一种对拉让压注浆锚索支护方法中,封孔注浆完成全长锚固的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
参看图1至图4所示,本发明实施例提供的对拉让压注浆锚索,包括:第一索体11、第二索体12、连接装置20、第一托盘31、第二托盘32、第一锁具41、第二锁具42、第一封孔管51、第一封孔塞52、第二封孔管53、第二封孔塞54和注浆管55,所述连接装置20包括第三锁具21、第四锁具22、连杆23、和缓冲装置24;所述第一索体11的第一端依次穿过所述第一封孔塞52和所述第一托盘31后夹设在所述第一锁具41中,所述第一索体11的第二端夹设在所述第三锁具21中;所述第二索体12的第一端依次穿过所述第二封孔塞54和所述第二托盘32后夹设在所述第二锁具42中,所述第二索体12的第二端夹设在所述第四锁具22中;所述第一封孔塞52中穿设有所述第一封孔管51;所述第二封孔塞54中穿设有所述第二封孔管53;所述注浆管55插设在所述第一封孔管51或所述第二封孔管53中;所述连杆23用于连接所述第三锁具21和所述第四锁具22;所述缓冲装置24用于限制所述连杆23断裂后,所述第三锁具21与所述第四锁具22之间的距离为0.5米~1米。
上述缓冲装置24可以是缠绕连接第三锁具21与第四锁具22以限制分别与锚索相连的第三锁具21和第四锁具22在连杆23断开后分别向锚索孔外弹射的铁丝或钢丝绳,这样,可以在连杆断裂后将第一索体11和第二索体12重新连接为一体,继续对护巷煤柱进行支护。
本发明实施例提供的一种对拉让压注浆锚索,连接装置20的连杆23与第三锁具21和第四锁具22之间的承载力小于锚索破断力,由此,当动压荷载冲击护巷煤柱时,锚索对护巷煤柱进行支撑,当动压载荷过大时,对拉让压注浆锚索的连接装置20的连杆23与第三锁具21和第四锁具22之间断开,撞击在缓冲装置24上,产生让压距离,释放一部分动压载荷能量,然后对拉让压注浆锚索在缓冲装置24的作用下继续对护巷煤柱进行支护;两端设置的封孔管向封孔塞内注入封孔材料,可以避免开采过程中的瓦斯或者水滴进入锚索孔;这样,既可以降低锚索脱锚的可能性,又可以降低瓦斯进入锚索孔的可能性。
参看图1,在一实施例中,所述第一索体11和所述第三锁具21之间套设有第一软皮61,所述第二索体12和所述第四锁具22之间套设有第二软皮62;所述第一软皮61用于对锚索孔进行全长锚固后、在围岩变形的作用下带动所述第三锁具21沿所述第一索体11向所述锚索孔外移动让压,所述第二软皮62用于对所述锚索孔进行全长锚固后、在围岩变形的作用下带动所述第四锁具22沿所述第二索体12向所述锚索孔外移动让压。
第一软皮包裹着第一索体的整个索体,第二软皮包裹着第二索体的整个索体,软皮与锚索体之间可以滑动。
软皮可以是聚氯乙烯材质。
具体地,在通过注浆管55对锚索孔进行全长锚固后,在第一软皮61和第三锁具21之间填充有注浆材料,在第二软皮62和第四锁具22之间填充有注浆材料。在围岩变形的作用下,第三锁具21和第四锁具22分别挤压注浆材料,在注浆材料被充分挤压破坏后,第一软皮61带动第三锁具21向锚索孔外移动进行让压,第二软皮62带动第四锁具22向锚索孔外移动进行让压。由此,可以避免第三锁具21对第一索体11的挤压破坏,第四锁具22对第二索体12的挤压破坏,从而实现锚索的循环利用,降低对护巷煤柱支护的成本。
参看图2,为了增强对拉让压注浆锚索的支护效果,在一实施例中,所述对拉让压注浆锚索还包括第一让压结构71和第二让压结构72,所述第一让压结构71夹持在所述第一锁具41与所述第一托盘31之间,所述第二让压结构72夹持在所述第二锁具42与所述第二托盘32之间。
第一让压结构穿设在第一索体上,第二让压结构穿设在第二索体上。
具体地,第一让压结构71和第二让压结构72可以是让压环,当冲击能量超过让压环的支撑力时,让压环发生变形,释放一部分冲击能量,对巷道进行初步支撑。连接装置20的承载力大于第一让压结构71和第二让压结构72的承载力,小于第一索体11和第二索体12的破断力,在第一让压结构71和第二让压结构72变形后,连接装置20会通过连杆23断裂再次释放一部分冲击能量,由此实现分级让压,从而防止对拉让压注浆锚索失效,增强对护巷煤柱的支护效果。
参看图3,为了增强对拉让压注浆锚索的支护效果,在一实施例中,所述对拉让压注浆锚索还包括恒阻器81,所述恒阻器81套设在第一索体11或第二索体12上;所述锚索孔端口向内扩有恒阻器安装孔82,所述恒阻器81位于所述恒阻器安装孔82内。
具体地,安装恒阻器81后即进行两端封孔,恒阻器81可以使锚索在围岩变形过程中具有恒定的支护阻力,恒阻器81的开启载荷小于锚索断裂的破断力,大于连接装置20的承载力,连接装置20的承载力大于第一让压结构71和第二让压结构72的承载力。由此,第一让压结构71和第二让压结构72变形释放一部分冲击能量,连接装置20通过断裂再次释放一部分冲击能量,恒阻器81变形进一步释放冲击能量,当围岩变形达到设计值时,注浆完成全长锚固。与更换第二让压结构72以增加对拉让压注浆锚索的让压距离的方式相比,使用恒阻器81的对拉让压注浆锚索无需进行二次操作,简化了安装过程,并且可以降低锚索脱锚的可能性,增强锚索的支护效果。
可以理解的是,上述围岩变形达到设计值中的设计值由施工人员依据经验、视不同类型的巷道在现场确定。
参看图4,为了增强锚索与连接装置20之间连接的可靠性,在一实施例中,所述第三锁具21包括第一紧固套211和第一连接套212,所述第一紧固套211为圆台型紧固套,所述第一连接套212为设有圆台状容纳腔的圆柱形连接套,所述第一紧固套211位于所述第一连接套212的圆台状容纳腔内;所述第四锁具22包括第二紧固套221和第二连接套222,所述第二紧固套221为圆台型紧固套,所述第二连接套222为圆柱形连接套设有圆台状容纳腔,所述第二紧固套221位于所述第二连接套222的圆台状容纳腔内;所述第一连接套212的圆台状容纳腔的内壁和所述第二连接套222的圆台状容纳腔的内壁上分别设有内螺纹。
可以理解的是,第一锁具41和第二锁具42与第三锁具21和第四锁具22的结构相同;第三锁具21夹紧第一索体11时,第一索体11首先依次穿过第一连接套212和第一紧固套211,由于第一紧固套211是圆台型紧固套,且圆台型紧固套的顶面朝向第一连接套212的圆台状容纳腔,因此反向拉动第一索体11时,通过第一紧固套211与第一连接套212之间能够实现紧密连接,从而使第一索体11与第三锁具21紧密连接,进而增强锚索与连接装置20之间的可靠性。
可选地,在一些实施方式中,在锁具的紧固套(包括第三锁具21的第一紧固套211、第四锁具22的第二紧固套221以及第一锁具41和第二锁具42的紧固套)上对称开有缝隙,这样,紧固套套设在索体上时,缝隙张开;反向拉动锚索时,缝隙在压力作用下闭合,由此可以增强紧固套与索体之间连接的紧密性,从而增强锚索与锁具之间连接的紧密性,进而增强索体与连接装置20之间的可靠性。
参看图4,在一实施例中,所述连杆23包括第一螺纹段231、光杆段232和第二螺纹段233,所述光杆段232外侧与所述连杆23轴心之间的距离大于所述第一螺纹段231的螺牙和所述第二螺纹段232的螺牙分别与所述连杆23轴心之间的距离,所述第一螺纹段231的螺牙和所述第二螺纹段232的螺牙分别与所述连杆23轴心之间的距离相等;所述第一螺纹段231、所述第二螺纹段233分别与所述光杆段232之间轴向设有预制开孔。
预制开孔也可以是预制开缝,为预定断裂处。
具体地,第一螺纹段231夹设在第三锁具21中,第二螺纹段233夹设在第四锁具22中;第一螺纹段231和第一连接套212之间螺纹连接,第二螺纹段233和第二连接套222之间螺纹连接。当围岩变形产生的冲击能量达到连杆232的断裂值时,第一螺纹段231和第二螺纹段233分别在与连杆232的预定断裂处断开,产生一段让压距离,释放一部分冲击能量;之后,夹设有第一螺纹段231的第三锁具21和夹设有第二螺纹段233的第四锁具22分别撞击缓冲装置24,在缓冲装置24的作用下,第一索体11和第二索体12继续对护巷煤柱进行支护。
参看图1,在一实施例中,所述对拉让压注浆锚索的两端还设有锚索断裂冲击缓冲装置24。
可以理解的是,锚索断裂冲击缓冲装置24可以是将铁丝缠绕在第一锁具41上,然后再将铁丝连接于锚网上,将铁丝缠绕在第二锁具42上,然后再将铁丝连接于锚网上,以此来缓冲锚索断裂后的运动。
实施例二
参看图5至图12所示,本发明实施例提供的对拉让压注浆锚索支护方法,使用实施例一任一所述对拉让压注浆锚索支护巷道,包括步骤:
S01、掘进在前掘进巷道和在后掘进巷道,在在前掘进巷道和在后掘进巷道之间的护巷煤柱上钻设锚索孔,并将对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中。
可以理解的是,将对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中的同时会进行瓦斯抽采。
S02、再次掘进所述在前掘进巷道前,通过所述第一封孔管向所述锚索孔中注入封孔材料。
由此,可以避免因再次掘进在前掘进巷道产生的瓦斯或者水雾进入锚索孔,可以在一定程度上增强锚固效果,保证安全生产。
S03、随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩变形,所述让压注浆锚索两端的第一让压结构和第二让压结构发生变形,产生第一段让压距离,进行第一次让压支护。
S04、随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩进一步变形,所述让压注浆锚索的连杆断裂,产生第二段让压距离,进行第二次让压支护。
S05、拆卸所述在后掘进巷道侧的所述第二让压结构更换为第三让压结构,并在在所述后掘进巷道侧的所述让压注浆锚索端部穿设第二封孔塞,将第二封孔管和注浆管插入所述第二封孔塞中。
S06、随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩再一步变形,所述第三让压结构发生变形,产生第三段让压距离,进行第三次让压支护。
S07、通过所述第二封孔管向锚索孔中注入封孔材料,并通过所述注浆管向锚索孔中注入注浆材料,对所述护巷煤柱进行全长锚固支护。
具体地,通过分阶段封孔注浆以及更换部分让压结构的对拉让压注浆锚索支护方法使对拉让压注浆锚索产生多段让压距离,并将开采动压释放在对拉让压注浆锚索产生让压距离的过程中,由此实现分级让压,可以降低锚索脱锚的可能性,增强锚索的支护效果。
在一实施例中,所述对护巷煤柱进行全长锚固支护后,在围岩继续变形的作用下,第三锁具挤压破坏所述第三锁具和第一软皮之间的注浆材料后,沿所述让压注浆锚索的第一索体向所述锚索孔外移动;在围岩变形作用下,第四锁具挤压破坏所述第四锁具和第二软皮之间的注浆材料,沿所述让压注浆锚索的第二索体向锚索孔外移动;产生第四段让压距离,进行第四次让压支护。
具体地,在进行全长锚固后,让压注浆锚索在软皮的作用下可以在脱离锚索孔之前,持续挤压注浆材料,产生让压距离,进行让压支护,降低了锚索断裂的可能性,从而保障了安全生产。
参看图10至图12,在一实施例中,所述第一次让压支护之后,全长锚固支护之前,还包括步骤:恒阻器变形至设计值产生第五段让压距离,进行第五次让压支护。
设计值由施工人员依据经验、视不同类型的巷道在现场确定。
具体地,是指上述S03步骤第一次让压支护之后,通过恒阻器变形进行第五次让压支护,在围岩产生较大变形后,实施S07步骤对所述护巷煤柱进行全长锚固支护。
参看图7和图8,为了降低锚索被拉断的可能性,在一实施例中,连杆分别与第三锁具和第四锁具之间的承载力,大于所述第一让压结构和所述第二让压结构的承载力,小于锚索破断力,围岩初步变形,第一让压结构和第二让压结构先变形产生让压距离,释放围岩荷载;围岩进一步变形,所述第三锁具和所述第四锁具与所述连杆之间的连接断开再次产生让压距离,释放围岩荷载。
具体地,与仅在两端安装有让压环的预应力锚索相比,通过连接装置将至少两根锚索连接在一起并安装第一让压结构和第二让压结构的对拉让压注浆锚索,在其连接装置的连杆断开后能够再产生一端让压距离,释放一部分的冲击能量,从而降低锚索被拉断的可能性,进而可以降低锚索脱锚的可能性,增强锚索的支护效果。
为了避免对拉让压注浆锚索在回采过程中被损坏,在一实施例中,所述在在前掘进巷道和在后掘进巷道之间的护巷煤柱上钻设锚索孔,并将让压注浆锚索推入锚索孔中,包括步骤:
S011、从所述在前掘进巷道侧向所述在后掘进巷道侧钻设所述锚索孔,使所述锚索孔的水平长度大于所述护巷煤柱边界线的水平长度。
具体地,锚索孔超出留巷小煤柱边界线500mm。由此,可以避免锚索孔未贯穿留巷小煤柱从而导致对拉让压注浆锚索无法贯穿护巷煤柱。
S012、将所述第一索体和所述第二索体通过所述连接装置连接为所述对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中,使所述对拉让压注浆锚索的锚索头位于所述护巷煤柱边界线内。
具体地,在一实施例中,将所述第一索体穿过所述连接装置的第三锁具的第一紧固套和第一连接套,反向拉动所述第一索体使所述第一索体夹设在所述第三锁具中;将所述第二索体穿过所述连接装置的第四锁具的第二紧固套和第二连接套,反向拉动所述第二索体使所述第二索体夹设在所述第四锁具中;将所述第三锁具的第一连接套的圆台状容纳腔底部与所述连接装置的连杆的第一端螺纹连接,将所述第四锁具的第二连接套的圆台状容纳腔底部与所述连接装置的连杆的第二端螺纹连接;将所述第三锁具的第一连接套的顶部、所述第四锁具的第一连接套的顶部分别与所述缓冲装置连接。这样,在连杆断开后,锚索不会向锚索孔外弹射,而是产生一段让压距离后,与缓冲装置相互配合继续支撑留巷小煤柱,从而可以降低锚索脱锚的可能性,增强锚索的支护效果。
S013、在所述在前掘进巷道侧的所述对拉让压注浆锚索的端部依次安装所述第一封孔塞、所述第一托盘、所述第一让压结构和所述第一锁具,并将所述第一封孔管插入所述第一封孔塞。
S014、掘进所述在后掘进巷道,露出所述锚索孔后,推动使所述对拉让压注浆锚索使在所述在后掘进巷道侧的锚索头露出所述锚索孔至设计值。
S015、在所述在后掘进巷道侧的所述对拉让压注浆锚索的端部依次安装所述第二封孔塞、所述第二托盘、所述第二让压结构和所述第二锁具,并将所述第二封孔管和所述注浆管插入所述第二封孔塞。
对拉让压注浆锚索的支护是在完成其他支护,如锚杆支护、喷网支护和挂网支护等支护之后进行的。具体地,在支护过程中分两次推入所述锚索,与回采结束一次性推入所述锚索相比,可以防止留巷小煤柱沿垂直锚索孔轴线方向移动,从而防止锚索因锚索孔变形而无法插入的情况,进而增强对拉让压注浆锚索的安装过程的可靠性。
需要说明的是,在本文中,各个实施例之间描述的方案的侧重点不同,但是各个实施例又存在某种相互关联的关系,在理解本发明方案时,各个实施例之间可相互参照;另外,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种对拉让压注浆锚索,其特征在于,包括:第一索体、第二索体、连接装置、第一托盘、第二托盘、第一锁具、第二锁具、第一封孔管、第一封孔塞、第二封孔管、第二封孔塞和注浆管,所述连接装置包括第三锁具、第四锁具、连杆、和缓冲装置;
所述第一索体的第一端依次穿过所述第一封孔塞和所述第一托盘后夹设在所述第一锁具中,所述第一索体的第二端夹设在所述第三锁具中;所述第二索体的第一端依次穿过所述第二封孔塞和所述第二托盘后夹设在所述第二锁具中,所述第二索体的第二端夹设在所述第四锁具中;所述第一封孔塞中穿设有所述第一封孔管;所述第二封孔塞中穿设有所述第二封孔管;所述注浆管插设在所述第一封孔管或所述第二封孔管中;
所述连杆用于连接所述第三锁具和所述第四锁具;所述缓冲装置用于限制所述连杆断裂后,所述第三锁具与所述第四锁具之间的距离为0.5米~1米。
2.根据权利要求1所述的对拉让压注浆锚索,其特征在于,所述第一索体和所述第三锁具之间套设有第一软皮,所述第二索体和所述第四锁具之间套设有第二软皮;
所述第一软皮用于对锚索孔进行全长锚固后、在围岩变形的作用下带动所述第三锁具沿所述第一索体向所述锚索孔外移动让压,所述第二软皮用于对所述锚索孔进行全长锚固后、在围岩变形的作用下带动所述第四锁具沿所述第二索体向所述锚索孔外移动让压。
3.根据权利要求2所述的对拉让压注浆锚索,其特征在于,还包括第一让压结构和第二让压结构,所述第一让压结构夹持在所述第一锁具与所述第一托盘之间,所述第二让压结构夹持在所述第二锁具与所述第二托盘之间。
4.根据权利要求3所述的对拉让压注浆锚索,其特征在于,还包括恒阻器,所述恒阻器套设在所述第一索体或所述第二索体上;
所述锚索孔端口向内扩设有恒阻器安装孔,所述恒阻器位于所述恒阻器安装孔内。
5.根据权利要求4所述的对拉让压注浆锚索,其特征在于,所述连杆包括第一螺纹段、光杆段和第二螺纹段,所述光杆段外侧与所述连杆轴心之间的距离大于所述第一螺纹段的螺牙和所述第二螺纹段的螺牙分别与所述连杆轴心之间的距离,所述第一螺纹段的螺牙和所述第二螺纹段的螺牙分别与所述连杆轴心之间的距离相等;
所述第一螺纹段、所述第二螺纹段分别与所述光杆段之间轴向设有预制开孔。
6.一种双巷掘进巷道的支护方法,其特征在于,使用权利要求1-5中任一所述的对拉让压注浆锚索进行支护,包括步骤:
掘进在前掘进巷道和在后掘进巷道,在在前掘进巷道和在后掘进巷道之间的护巷煤柱上钻设锚索孔,并将对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中;
再次掘进所述在前掘进巷道前,通过所述第一封孔管向所述锚索孔中注入封孔材料;
随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩变形,所述让压注浆锚索两端的第一让压结构和第二让压结构发生变形,产生第一段让压距离,进行第一次让压支护;
随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩进一步变形,所述让压注浆锚索的连杆断裂,产生第二段让压距离,进行第二次让压支护;
拆卸所述在后掘进巷道侧的所述第二让压结构更换为第三让压结构,并在在所述后掘进巷道侧的所述让压注浆锚索端部穿设第二封孔塞,将第二封孔管和注浆管插入所述第二封孔塞中;
随着所述在前掘进巷道的掘进,围岩再一步变形,所述第三让压结构发生变形,产生第三段让压距离,进行第三次让压支护;
通过所述第二封孔管向锚索孔中注入封孔材料,并通过所述注浆管向锚索孔中注入注浆材料,对所述护巷煤柱进行全长锚固支护。
7.根据权利要求6所述的支护方法,其特征在于,所述对护巷煤柱进行全长锚固支护后,在围岩继续变形的作用下,第三锁具挤压破坏所述第三锁具和第一软皮之间的注浆材料后,沿所述让压注浆锚索的第一索体向所述锚索孔外移动;在围岩变形作用下,第四锁具挤压破坏所述第四锁具和第二软皮之间的注浆材料,沿所述让压注浆锚索的第二索体向锚索孔外移动;产生第四段让压距离,进行第四次让压支护。
8.根据权利要求7所述的支护方法,其特征在于,所述第一次让压支护之后,全长锚固支护之前,还包括步骤:恒阻器变形至设计值产生第五段让压距离,进行第五次让压支护。
9.根据权利要求7所述的支护方法,其特征在于,所述连杆分别与所述第三锁具和所述第四锁具之间的承载力,大于所述第一让压结构和所述第二让压结构的承载力,小于所述第一索体和所述第二索体的破断力;
围岩初步变形,所述第一让压结构和所述第二让压结构先变形产生让压距离,释放围岩荷载;
围岩进一步变形,所述第三锁具和所述第四锁具与所述连杆之间的连接断开再次产生让压距离,释放围岩荷载。
10.根据权利要求6所述的支护方法,其特征在于,所述在在前掘进巷道和在后掘进巷道之间的护巷煤柱上钻设锚索孔,并将让压注浆锚索推入锚索孔中,包括步骤:
从所述在前掘进巷道侧向所述在后掘进巷道侧钻设所述锚索孔,使所述锚索孔的水平长度大于所述护巷煤柱边界线的水平长度;
将所述第一索体和所述第二索体通过所述连接装置连接为所述对拉让压注浆锚索推入所述锚索孔中,使所述对拉让压注浆锚索的锚索头位于所述护巷煤柱边界线内;
在所述在前掘进巷道侧的所述对拉让压注浆锚索的端部依次安装所述第一封孔塞、所述第一托盘、所述第一让压结构和所述第一锁具,并将所述第一封孔管插入所述第一封孔塞;
掘进所述在后掘进巷道,露出所述锚索孔后,推动使所述对拉让压注浆锚索使在所述在后掘进巷道侧的锚索头露出所述锚索孔至设计值;
在所述在后掘进巷道侧的所述对拉让压注浆锚索的端部依次安装所述第二封孔塞、所述第二托盘、所述第二让压结构和所述第二锁具,并将所述第二封孔管和所述注浆管插入所述第二封孔塞。
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CN115788538A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-03-14 | 中国矿业大学(北京) | 一种恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆 |
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