CN208518690U - 一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置 - Google Patents

Abstract

一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置，目的是解决弱胶结富水顶板锚索孔淋水支护问题并防锚索生锈；本实用新型包括有实心索体、注浆托盘、刚性圆管、锁具和遇浆膨胀式止浆塞；注浆托盘为带有注浆孔的蝶形托盘，注浆托盘套在实心索体上；作为锚索孔注浆管路的刚性圆管安装在注浆托盘注浆孔上；固定注浆托盘用的锁具位于注浆托盘下部，锁具内表面具有与实心索体外螺纹相匹配的内螺纹；遇浆膨胀式止浆塞为麻绳，缠绕在注浆托盘上方的实心索体与刚性圆管外面。

Description

一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下巷道围岩支护技术领域，具体为一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置。

背景技术

巷道围岩的稳定是围岩与支护体共同作用的结果，围岩本身就是支护结构或支护结构不可分割的重要组成部分。煤矿巷道的支护经历了木棚支护、砌谴支护、型钢支护到锚杆（索）支护的漫长过程。随着小孔径锚索支护技术及配套技术的成熟，树脂锚固剂锚索支护在矿山巷道、隧道、地下硐室及其它地下构筑物中的应用越来越广泛。采用树脂锚固剂的小孔径锚索支护具有施工机具简便、施工速度快、锚固效果好和工人劳动强度低等优点。随着巷道开挖深度的不断增加，巷道围岩处于含水层的情况越来越多，弱胶结富水顶板巷道存在以下特点，首先煤层顶底板多为炭质泥岩、细砂岩、泥岩、粉砂质泥岩等弱胶结软岩，此类软岩形成了独特的物理力学性质，在天然状态下较完整，具备一定的原始强度，但易扰动、易风化、遇水易泥化和崩解，大部分岩石多以泥质胶结为主，岩性较差；其次锚索孔长时间大量淋水，容易使锚索锚具和杆体发生腐蚀和锈蚀，导致夹片锁紧失效，造成锚具、托盘下滑，给矿山安全带来严重隐患；另外，顶板水通过锚索孔渗透至顶板煤岩，顶板遇水后易软化、崩解，导致巷道支护困难。为解决这一问题目前采用的方法主要有顶板注浆堵水和采用注浆锚固锚索。由于顶板含水层一般分布范围较广，且含水状态变化较大，采用顶板注浆的方法成本高、效果差且又影响正常巷道掘进。采用注浆锚固锚索，锚索体为中空结构，锚固强度较低，施工程序复杂，并且在锚索孔淋水较大时，注浆效果不易控制，为后续的开采安全埋下了隐患。

发明内容

本实用新型目的是为克服上述已有技术的不足，提供一种可解决弱胶结富水顶板锚索孔淋水支护问题、防锚索生锈并实现锚索高强度全长预紧力锚固的一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置。

本实用新型包括有实心索体、注浆托盘、刚性圆管、锁具、遇浆膨胀式止浆塞。注浆托盘为带有注浆孔的蝶形托盘，注浆托盘套在实心索体上；刚性圆管为锚索孔注浆管路，安装在注浆托盘注浆孔上；刚性圆管前端深入到锚索钻孔中。锁具位于注浆托盘下部，锁具内表面具有与实心索体外螺纹相匹配的内螺纹，通过锁具固定注浆托盘，并对实心索体进行张拉预紧。遇浆膨胀式止浆塞位于注浆托盘上方的实心索体与刚性圆管外面；遇浆膨胀式止浆塞为孔口位置缠绕的麻绳或其他材料封堵物，麻绳缠绕在注浆托盘上方的实心索体与刚性圆管外面。通过注浆托盘的注浆孔和刚性圆管向注浆段注浆。锚索锚固段是指锚固药卷将锚索与围岩锚固的区域，锚索锚固段应在含水层上部，注浆段位于锚固段和止浆塞之间。实心索体的长度和直径是按照钻孔内部损伤情况来确定，实心索体位于注浆托盘下方外露部分的长度为150mm-200mm。

施工时，先将窥视仪探头插入已钻孔中并逐渐深入，通过探查钻孔内部损伤和结构情况，并通过图像进行显示、录制和存储，从而确定顶板含水层的位置和裂隙的发育情况，再综合考虑巷道断面尺寸、围岩所处应力状态及力学性能、锚索布设方式等参数后，以确定实心索体的长度和直径。在巷道掘出后立即进行第一次的喷射混凝土封闭巷道，先初喷厚度50mm，打锚杆挂网后再进行第二次喷射混凝土，复喷50mm，两次喷射混凝土总厚度为100mm。然后利用锚索钻机在巷道顶板施工锚索钻孔，锚索钻孔垂直于巷道顶板表面。根据锚索的长度、直径以及钻机的规格确定钻孔的参数。锚固锚索：将实心索体装入预先打好的锚索孔，并充分锚固，锚索锚固段应在含水层上部，实心索体外露长度为150mm-200mm。在锚索钻孔中依次安装刚性圆管、遇浆膨胀式止浆塞、注浆托盘及锁具，封好孔口。再将张拉机具安装在实心索体外露段，通过锁具对实心索体进行张拉预紧。最后通过注浆托盘的注浆孔和刚性圆管对锚索孔的注浆段进行注浆，阻止顶板含水层的水通过锚索孔渗透至顶板煤岩，从而起到防水堵水的作用。注浆段位于锚固段和止浆塞之间。注浆液采用水泥浆加水玻璃配制而成，以注满孔即凝固为宜。

本实用新型可解决一般的支护方法无法解决的弱胶结富水顶板锚索孔淋水问题，提供了一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水结构及使用方法。适用于顶板富含水且多为炭质泥岩、细砂岩、泥岩、粉砂质泥岩等弱胶结软岩的巷道。该装置可以实现锚索孔的注浆堵水，使顶板中水恢复到原来状态、从而防止锚索生锈、夹片锁紧失效，实现锚索高强度全长预紧力锚固，控制顶板围岩效果好。相比顶板注浆堵水和注浆锚固锚索，除支护强度高及施工便利外，结构简单，加工方便，成本较低的优点。

附图说明

图1是本实用新型施工结构示意图。

图中：1、实心索体，2、锚索锚固段，3、锚索注浆段，4、刚性圆管，5、注浆托盘，6、注浆孔，7、锁具，8、遇浆膨胀式止浆塞，9、顶板含水层。

具体实施方式

注浆托盘5为带有注浆孔6的蝶形托盘，注浆托盘5套在实心索体1上；刚性圆管4为锚索孔注浆管路，通过注浆孔6安装到锚索钻孔中。锁具7位于注浆托盘下部，锁具7内表面具有与实心锚索1外表面螺纹相匹配的内螺纹，通过锁具固定注浆托盘5，并对锚索束进行张拉预紧。遇浆膨胀式止浆塞8为孔口位置缠绕的麻绳或其他材料封堵物。通过注浆托盘5的注浆孔6和刚性圆管4向锚索注浆段3注浆。锚索锚固段2应在顶板含水层9上部，注浆段3位于锚索锚固段2和遇浆膨胀式止浆塞8之间。

Claims (3)

1.一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置，其特征是包括有实心索体、注浆托盘、刚性圆管、锁具和遇浆膨胀式止浆塞；注浆托盘为带有注浆孔的蝶形托盘，注浆托盘套在实心索体上；作为锚索孔注浆管路的刚性圆管安装在注浆托盘注浆孔上；固定注浆托盘用的锁具位于注浆托盘下部，锁具内表面具有与实心索体外螺纹相匹配的内螺纹；遇浆膨胀式止浆塞位于注浆托盘上方的实心索体与刚性圆管外面，锚索锚固段位于含水层上部，锚索注浆段位于锚索锚固段和遇浆膨胀式止浆塞之间。

2.如权利要求1所述的弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置，其特征是实心索体位于注浆托盘下方外露部分的长度为150mm-200mm。

3.如权利要求1或2所述的弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水装置，其特征是遇浆膨胀式止浆塞为麻绳。