CN114320410A - 一种深部巷道抗拔注浆锚杆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种深部巷道抗拔注浆锚杆，属于锚杆注浆技术领域。包括中空注浆锚杆、锚杆锁紧装置、若干组抗拔注浆袋和吸能锚头，所述锚杆锁紧装置设置在所述中空注浆锚杆的一端，所述吸能锚头设置在所述中空注浆锚杆的另一端，若干组所述抗拔注浆袋间隔套设在所述中空注浆锚杆上；所述中空注浆锚杆包括止浆塞、中空杆，所述中空杆上设有若干组一级注浆孔和二级注浆孔，所述一级注浆孔与所述抗拔注浆袋相通。本申请锚杆体与浆液结石体的摩阻力大，多段注浆浆液结石体充满钻孔、扩孔空间，抗拔效果好，增加了锚杆与围岩之间的锚固力，能够有效的防止围岩变形过大导致的锚固剂失效，锚杆被拔出的情况，增加了安全性。

Description

一种深部巷道抗拔注浆锚杆

技术领域

本申请涉及锚杆注浆技术领域，具体而言，涉及一种深部巷道抗拔注浆锚杆。

背景技术

煤矿进入深部开采以后，受深部地层复杂应力场的影响，将面临与浅部开采完全不同的工程岩体力学问题。工程岩体由浅部的线性岩石力学行为向深部非线性岩石力学行为转变，出现了大量的支护困难巷道。包括深部、高地应力巷道，软岩、极软岩巷道，受强烈动压影响巷道，围岩松软破碎、极破碎巷道等。浅部巷道常用的端头锚固，在围岩条件复杂的深部巷道，容易发生脱锚，锚杆被拔出；后采用全长锚固锚杆，通过全长锚固，增加锚杆锚固力，但由于全长锚固降低锚杆变形能量，无法适应围岩变形而导致锚杆被拉断。而现有注浆锚杆对于松软岩层、断层破碎区等复杂条件，浆液流失量大，不能保证锚杆注浆的饱满度和完整性，同时注浆时缺少径向挤压力作用，大大降低了锚杆抗拔力，锚杆锚固效果差，甚至有时锚杆失效。

基于上述问题，中国专利(CN201620170703.3)提出一种抗冲击的中空注浆锚杆、中国专利(CN200910200950.8)提出一种预应力抗浮锚杆施工方法，通过在锚杆上设置倒钩提高锚杆抗拔能力，但由于节理面、层理面等深部区域岩层较为松软，倒钩难以起到有效的阻滞作用；中国专利(CN201510352581.X)提出一种袖阀管高压灌浆袋式扩体锚杆，通过向密封袋内注浆提高锚杆抗拔力，但由于钻孔壁围岩及密封袋强度的限制，密封袋扩张有限，同样不能有效提高锚杆的抗拔能力。针对上述问题，本申请设计了一种深部巷道抗拔注浆锚杆。

发明内容

为了弥补以上不足，本申请提供了一种深部巷道抗拔注浆锚杆。

本申请实施例提供了一种深部巷道抗拔注浆锚杆，包括中空注浆锚杆、锚杆锁紧装置、若干组抗拔注浆袋和吸能锚头，所述锚杆锁紧装置设置在所述中空注浆锚杆的一端，所述吸能锚头设置在所述中空注浆锚杆的另一端，若干组所述抗拔注浆袋间隔套设在所述中空注浆锚杆上；

所述中空注浆锚杆包括止浆塞、中空杆，所述中空杆上设有若干组一级注浆孔和二级注浆孔，所述一级注浆孔与所述抗拔注浆袋相通；

所述锚杆锁紧装置设在所述中空杆的自由端，所述锚杆锁紧装置包括托盘、堵浆塞、高强垫圈和高强螺母；

若干组所述抗拔注浆袋间隔套设在所述中空杆上；

所述吸能锚头固定在所述中空杆的锚固端，用于为中空杆提供支护阻力，所述吸能锚头包括一个圆筒、压杆和多根高强弹簧。

在上述实现过程中，锚杆体与浆液结石体的摩阻力大，多段注浆浆液结石体充满钻孔、扩孔空间，抗拔效果好，增加了锚杆与围岩之间的锚固力，能够有效的防止围岩变形过大导致的锚固剂失效，锚杆被拔出的情况；通过吸能锚头让压，防止围岩局部变形大时，锚杆应变不足而导致的锚杆被拉断，增加了安全性。

在一种具体的实施方案中，所述二级注浆孔上设有压力膜片，所述二级注浆孔穿透所述压力膜片与巷道钻孔相通。

在一种具体的实施方案中，若干组所述抗拔注浆袋的直径大于巷道钻孔直径，所述抗拔注浆袋表面开设有与所述二级注浆孔对应连通的三级注浆孔。

在一种具体的实施方案中，若干组所述抗拔注浆袋通过铁丝或系带与所述中空杆紧密扎紧。

在一种具体的实施方案中，所述圆筒顶端封闭、底端设有中心孔，所述压杆设在所述圆筒内，所述压杆设置为一个顶部带圆盘的杆体，杆体底部从中心孔穿出后固定在所述中空杆上。

在一种具体的实施方案中，多根所述高强弹簧围绕设在所述压杆的周圈上，多根所述高强弹簧的上下两端分别固定在所述压杆顶部圆盘的下部和所述圆筒的底端。

在一种具体的实施方案中，所述圆筒外壁设置为粗糙状，优选为螺纹状。

在一种具体的实施方案中，所述压杆通过螺纹连接或者焊接的方式与所述中空杆固定。

在一种具体的实施方案中，所述压杆与所述中空杆设置为一体结构。

有益效果：本申请锚杆体与浆液结石体的摩阻力大，多段注浆浆液结石体充满钻孔、扩孔空间，抗拔效果好，增加了锚杆与围岩之间的锚固力，能够有效的防止围岩变形过大导致的锚固剂失效，锚杆被拔出的情况；通过吸能锚头让压，防止围岩局部变形大时，锚杆应变不足而导致的锚杆被拉断，增加了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1是本申请实施方式提供的深部巷道抗拔注浆锚杆结构示意图；

图2为本申请实施方式提供的深部巷道抗拔注浆锚杆支护示意图；

图3为本申请实施方式提供的吸能锚头结构示意图。

图中：1、吸能锚头；1-1、压杆；1-2、圆筒；1-3、高强弹簧；2、抗拔注浆袋；3、中空杆；4、二级注浆孔；5、一级注浆孔；6、止浆塞；7、托盘；8、高强垫圈；9、堵浆塞；10、高强螺母；11、钻孔；12、扩孔；13、围岩。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，都属于本申请保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1-3，本申请提供一种深部巷道抗拔注浆锚杆，包括中空注浆锚杆、锚杆锁紧装置、若干组抗拔注浆袋2和吸能锚头1，锚杆锁紧装置设置在中空注浆锚杆的一端，吸能锚头1设置在中空注浆锚杆的另一端，若干组抗拔注浆袋2间隔套设在中空注浆锚杆上；

中空注浆锚杆包括止浆塞6、中空杆3，中空杆3上设有若干组一级注浆孔5和二级注浆孔4，一级注浆孔5与抗拔注浆袋2相通；

锚杆锁紧装置设在中空杆3的自由端，锚杆锁紧装置包括托盘7、堵浆塞9、高强垫圈8和高强螺母10；

若干组抗拔注浆袋2间隔套设在中空杆3上，若干组抗拔注浆袋2通过铁丝或系带与中空杆3紧密扎紧；

吸能锚头1固定在中空杆3的锚固端，用于为中空杆3提供支护阻力，吸能锚头1包括一个圆筒1-2、压杆1-1和多根高强弹簧1-3。

二级注浆孔4上设有压力膜片，二级注浆孔4穿透压力膜片与巷道钻孔11相通；压力膜片的作用是为了让中空杆3中的浆液压力达到一定程度时浆液才可以从二级注浆孔4注入钻孔11中。

在本申请方案中，若干组抗拔注浆袋2的直径大于巷道钻孔11直径，抗拔注浆袋2表面开设有与二级注浆孔4对应连通的三级注浆孔。

在本申请方案中，圆筒1-2顶端封闭、底端设有中心孔，压杆1-1设在圆筒1-2内，压杆1-1设置为一个顶部带圆盘的杆体，杆体底部从中心孔穿出后固定在中空杆3上；多根高强弹簧1-3围绕设在压杆1-1的周圈上，多根高强弹簧1-3的上下两端分别固定在压杆1-1顶部圆盘的下部和圆筒1-2的底端，圆筒1-2外壁设置为粗糙状，优选为螺纹；压杆1-1通过螺纹连接或者焊接的方式与中空杆3固定，在实际中，压杆1-1与中空杆3也可以设置为一体结构。

在具体设置时，深部巷道抗拔注浆锚杆的施工方法，其步骤包括：

第一步：在待支护的深部巷道围岩13上打钻孔11；

第二步：在钻孔11对应抗拔注浆袋2的位置开设扩孔12，扩孔12深度略小于抗拔注浆袋2直径，扩孔12长度略小于或等于抗拔注浆袋2长度；

第三步：用锚杆安装机将深部巷道抗拔注浆锚杆，连同锚固剂药卷一同送入孔底，锚固剂药卷受到吸能锚头1的挤压发生破裂，待孔底锚固剂凝固后，在中空杆3后部装入止浆塞6，之后安装托盘7、高强垫圈8并拧紧高强螺母10，然后在中空杆3后部塞上堵浆塞9，利用高强螺母10对托盘7起到固定作用，对深部巷道抗拔注浆锚杆施加预紧力；

第四步：卸下堵浆塞9，将注浆器连接在深部巷道抗拔注浆锚杆的中空杆3上进行注浆施工，在注浆过程中，注浆浆液通过中空杆3上的一级注浆孔5进入到抗拔注浆袋2内部，若干组抗拔注浆袋2会膨胀充满扩孔12，提高整个锚杆的抗拔承载力，当抗拔注浆袋2内的浆液压力达到一定大小时，注浆浆液鼓开压力膜片从抗拔注浆袋2及中空杆3的二级注浆孔4和三级注浆孔喷出进入围岩13裂隙中，实现对围岩13的实时补强注浆支护，同时起到逐级自动让压的作用；另外，当围岩13变形量较大时，中空杆3受拉带动吸能锚头1内部的压杆1-1一同向孔口端运动，挤压高强弹簧1-3，使锚杆的中空杆3在保持较高工作阻力状态下受拉伸长，将围岩13的变形能转化为弹簧的弹性势能，实现吸能的目的；当注浆完成后将堵浆塞9重新拧紧，防止浆液漏出。

该一种深部巷道抗拔注浆锚杆的原理及优点：本申请锚杆体与浆液结石体的摩阻力大，多段注浆浆液结石体充满钻孔11、扩孔12空间，抗拔效果好，增加了锚杆与围岩13之间的锚固力，能够有效的防止围岩13变形过大导致的锚固剂失效，锚杆被拔出的情况；通过吸能锚头1让压，防止围岩局部变形大时，锚杆应变不足而导致的锚杆被拉断，增加了安全性。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，包括中空注浆锚杆、锚杆锁紧装置、若干组抗拔注浆袋(2)和吸能锚头(1)，所述锚杆锁紧装置设置在所述中空注浆锚杆的一端，所述吸能锚头(1)设置在所述中空注浆锚杆的另一端，若干组所述抗拔注浆袋(2)间隔套设在所述中空注浆锚杆上；

所述中空注浆锚杆包括止浆塞(6)、中空杆(3)，所述中空杆(3)上设有若干组一级注浆孔(5)和二级注浆孔(4)，所述一级注浆孔(5)与所述抗拔注浆袋(2)相通；

所述锚杆锁紧装置设在所述中空杆(3)的自由端，所述锚杆锁紧装置包括托盘(7)、堵浆塞(9)、高强垫圈(8)和高强螺母(10)；

若干组所述抗拔注浆袋(2)间隔套设在所述中空杆(3)上；

所述吸能锚头(1)固定在所述中空杆(3)的锚固端，用于为中空杆(3)提供支护阻力，所述吸能锚头(1)包括一个圆筒(1-2)、压杆(1-1)和多根高强弹簧(1-3)。

2.根据权利要求1所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，所述二级注浆孔(4)上设有压力膜片，所述二级注浆孔(4)穿透所述压力膜片与巷道钻孔(11)相通。

3.根据权利要求1所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，若干组所述抗拔注浆袋(2)的直径大于巷道钻孔(11)直径，所述抗拔注浆袋(2)表面开设有与所述二级注浆孔(4)对应连通的三级注浆孔。

4.根据权利要求1所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，若干组所述抗拔注浆袋(2)通过铁丝或系带与所述中空杆(3)紧密扎紧。

5.根据权利要求1所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，所述圆筒(1-2)顶端封闭、底端设有中心孔，所述压杆(1-1)设在所述圆筒(1-2)内，所述压杆(1-1)设置为一个顶部带圆盘的杆体，杆体底部从中心孔穿出后固定在所述中空杆(3)上。

6.根据权利要求5所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，多根所述高强弹簧(1-3)围绕设在所述压杆(1-1)的周圈上，多根所述高强弹簧(1-3)的上下两端分别固定在所述压杆(1-1)顶部圆盘的下部和所述圆筒(1-2)的底端。

7.根据权利要求6所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，所述圆筒(1-2)外壁设置为粗糙状，优选为螺纹状。

8.根据权利要求7所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，所述压杆(1-1)通过螺纹连接或者焊接的方式与所述中空杆(3)固定。

9.根据权利要求7所述的一种深部巷道抗拔注浆锚杆，其特征在于，所述压杆(1-1)与所述中空杆(3)设置为一体结构。

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