CN209145619U - 一种补充注浆锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种补充注浆锚杆，锚杆的锚固段与自由段之间设有锚固剂封堵环；托盘的凹坑内配合设有弹性垫层；弹性垫层上方设有柔性的密封垫层；密封垫层上方还设有用于封闭钻孔的钻孔密封圈；自由段位于钻孔密封圈及锚固剂封环之间的部分的表面设有与锚杆平行的流通槽，自由段表面还设有与锚杆平行的半圆形的注浆槽，该注浆槽的下端延伸至弹性垫层处；自由段的表面还设有贯通流通槽和注浆槽的连通槽；钻孔密封圈及密封垫层与注浆槽对应的位置分别设有半圆形的第一配合槽和第二配合槽，注浆管穿过托盘、弹性垫层进入注浆槽。本实用新型能够在锚固后利用锚杆的钻孔进行补充注浆，且锚杆强度高，支护效果好。

Description

一种补充注浆锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种注浆锚杆，具体涉及一种补充注浆锚杆。

背景技术

锚杆支护作为一种主动支护方式，广泛应用于煤矿巷道或硐室的支护。其工作原理为将锚杆的锚固段通过锚固剂锚固在钻孔深处，自由段伸出钻孔外的部分固定有托盘并用螺栓紧固，托盘对煤壁或岩壁产生预紧压力，从而进行主动支护。由于煤矿井下条件复杂，随着开采活动的进行，煤壁或岩壁内部逐渐产生裂隙，裂隙不断发育贯通，有可能会使围岩失稳，导致锚杆支护失效，继而发生安全事故。

为了防止事故发生，需要对围岩进行补充注浆，浆液在高压下填充进裂隙中，阻止裂隙进一步发育。目前常用的方式为重新在围岩上钻孔进行注浆，但是该方式工作量较大，且增加了煤壁或岩壁单位面积的钻孔数量，容易破坏其完整性；或通过注浆锚杆预先进行支护，再对注浆锚杆进行补充注浆，但是目前用的注浆锚杆多采用中空注浆锚杆，中空注浆锚杆由于内部中空，极大降低了本身的抗拉性能，削弱了其支护效果。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种补充注浆锚杆，能够在锚固后利用锚杆的钻孔进行补充注浆，且锚杆强度高，支护效果好。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种补充注浆锚杆，包括锚杆、托盘、螺母，锚杆自上而下分为锚固段、自由段，托盘中部设有用于安装锚杆的第一通孔，且托盘中部向下凹陷形成凹坑、并在下端面形成凸起部，自由段的下端穿过所述第一通孔，并通过所述螺母配合安装在托盘下方的自由段上进行紧固；

所述锚固段与自由段之间设有锚固剂封堵环；

所述凹坑内配合设有弹性垫层，弹性垫层中间设有与锚杆外径配合的第二通孔；所述弹性垫层上方设有柔性的密封垫层，该密封垫层中间设有与锚杆外径配合的第三通孔；密封垫层上方还设有用于封闭钻孔的钻孔密封圈；

所述自由段位于钻孔密封圈及锚固剂封环之间的部分的表面设有与锚杆平行的流通槽，自由段表面还设有与锚杆平行的半圆形的注浆槽，该注浆槽的下端延伸至所述弹性垫层处；所述自由段的表面还设有连通所述流通槽和注浆槽的连通槽；

所述钻孔密封圈及密封垫层与注浆槽对应的位置分别设有半圆形的第一配合槽和第二配合槽，所述弹性垫层上设有与注浆槽连通的倾斜向下的第一注浆孔，所述托盘上设有与第一注浆孔连通的第二注浆孔，注浆管自托盘下方依次通过第二注浆孔、第一注浆孔并最终伸入至注浆槽中，且注浆管的注浆口位于所述钻孔密封圈上方、注浆管的进浆口与注浆设备连接，第一配合槽及注浆槽形成的通道与注浆管外壁之间密封配合。

在煤壁或岩壁上钻孔，将锚杆安装后，锚固剂封堵环用于阻止锚固剂沿着钻孔向下扩散，使锚固剂作用力集中在锚固段，增加锚固作用的同时，也防止锚固剂阻塞下部的注浆通道；锚杆与钻孔的孔壁之间存在间隙，通过钻孔密封圈对钻孔的孔口处进行封堵；进行补注浆时，浆液自注浆管注入注浆槽中，注浆槽、流通槽及连通槽的设置，可以有效防止锚杆与钻孔之间的间隙被钻孔内碎石封堵，从而可以保证浆液能够均匀流通至钻孔内的各处，保持浆液压力一致，以达到更好地注浆效果。而由于本锚杆未采用中空注浆锚杆，其外壁的注浆槽、流通槽及连通槽对其抗拉强度影响极为有限，因此整体锚固性能更好，且后期补注浆的效果更好，操作更为简单，成本更低。

进一步的，所述钻孔密封圈的外壁直径自上而下不断增大，且上端直径小于钻孔内径，下端直径大于钻孔内径。

进一步的，所述钻孔密封圈的外壁中部设有与钻孔的孔口配合的台阶。

优选的，钻孔密封圈可采用橡胶材质制成，密封垫层和弹性垫层可采用橡胶或树脂材料制成。

优选的，所述钻孔密封圈内壁设有与锚杆外壁配合的C型密封圈，所述注浆管位于钻孔密封圈内的部分外壁设有环形的注浆管密封圈，所述C形密封圈的开口处位于注浆管位置。

进一步的，所述锚固段及自由段之间设有限位凸环，所述锚固剂封堵环套装在锚杆上，且中间设有与限位凸环配合的限位台以阻止锚固剂封堵环向下移动，沿着锚固剂封堵环的外壁周向设有倾斜向下并向外伸展的柔性封堵环，该柔性封堵环直径不小于钻孔的直径。

优选的，所述锚固段上设有防滑螺纹。

本实用新型锚杆强度高、支护效果好，且后期注浆操作成本更低，注浆时的密封效果好；能够有效提高矿上支护生产的安全性，具有良好的推广效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中的C-C向视图；

图3是图1中A区域的放大示意图；

图4是图3中的D-D向视图；

图5是图1中B区域的放大示意图；

图6是图1中托盘的立体结构示意图；

图中：

1.锚杆，11.注浆槽，12.流通槽，13.连通槽，14.防滑螺纹，15.限位凸环；

2.托盘，21.第二注浆孔，22.凹坑，23.第一通孔；

3.弹性垫层，31.第一注浆孔；

4.密封垫层，41.第二配合槽；

5.钻孔密封圈，51.台阶，52.C型密封圈，53.第一配合槽，54.注浆管密封圈；

6.注浆管；

7.注浆设备；

8.锚固剂封堵环，81.限位台，82.柔性封堵环；

9.螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图6所示，一种补充注浆锚杆，包括锚杆1、托盘2、螺母9，锚杆1自上而下分为锚固段、自由段，锚固段和锚固剂接触混合，使锚杆1锚固在钻孔深处，自由段的下端伸出钻孔外、以固定托盘2，托盘2中部设有用于安装锚杆1的第一通孔23，且托盘2中部向下凹陷形成凹坑22、并在下端面形成凸起部，自由段的下端穿过第一通孔23，并通过螺母9配合安装在托盘2下方的自由段上进行紧固，螺母9上端面与凸起部接触，以对托盘2提供向上的压力；托盘2在该压力作用下紧贴于煤壁或岩壁；也即螺母9与锚杆1螺纹配合安装在托盘2的具有凸起部的一侧，以压紧托盘2，形成预紧力；

如图1所示，锚固段与自由段之间设有锚固剂封堵环8，用于封堵位于钻孔深处用于锚固的锚固剂，防止锚固剂向下流动至自由段，锚固剂积聚在锚固段、使该处的锚固作用力更大，且不会流动至自由段干扰补充注浆的工序，阻塞注浆通道；

如图1至图3所示，凹坑22内配合设有弹性垫层3，弹性垫层3中间设有与锚杆1外径配合的第二通孔，弹性垫层3与凹坑22的形状配合；弹性垫层3上方设有柔性的密封垫层4，该密封垫层4中间设有与锚杆1外径配合的第三通孔；第一通孔23、第二通孔及第三通孔同轴，以安装锚杆1；密封垫层4上方还设有用于封闭钻孔的钻孔密封圈5；钻孔密封圈5应紧紧塞在钻孔的孔口处、以实现密封功能；但是当托盘2压在煤壁或岩壁上时，会产生形变，为了该形变不会影响钻孔密封圈5的密封效果，故设置弹性垫层3及密封垫层4，密封垫层4对钻孔的孔口周围进行再度密封，同时能够保护孔口附近的煤壁或岩壁完整性，以免受托盘2压力的破坏，而弹性垫层3可以对密封垫层4起到支撑作用，并可以随着托盘2的变形而变形，始终保持对密封垫层4的支撑作用；钻孔密封圈5在托盘2的压力作用下，紧紧压在钻孔的孔口处，实现密封；

如图1所示，自由段位于钻孔密封圈5及锚固剂封堵环8之间的部分的表面设有与锚杆1平行的流通槽12，自由段表面还设有与锚杆1平行的半圆形的注浆槽11，该注浆槽11的下端延伸至弹性垫层3处；自由段的表面还设有连通流通槽12和注浆槽11的连通槽13；锚杆1与钻孔的孔壁之间存在间隙，但是该间隙很容易被碎石阻塞，流通槽12、连通槽13可以保证浆液可以顺利的流动、以充满锚杆与钻孔孔壁之间的间隙，并在间隙内形成一定压力；

如图3、图4及图6所示，钻孔密封圈5及密封垫层4与注浆槽11对应的位置分别设有半圆形的第一配合槽53和第二配合槽41，第一配合槽53和第二配合槽41分别与注浆槽11配合形成圆形通道、用于放置注浆管6，弹性垫层3上设有与注浆槽11连通的倾斜向下的第一注浆孔31，托盘2上设有与第一注浆孔31连通的第二注浆孔21，注浆管6自托盘2下方依次通过第二注浆孔21、第一注浆孔31并最终伸入至注浆槽11中，且注浆管6的注浆口位于钻孔密封圈5上方、注浆管6的进浆口与注浆设备7连接；注浆时，浆液自进浆口进入注浆管6中，并从注浆口排出进入至注浆槽11中；

第一配合槽53及注浆槽11形成的通道与注浆管6外壁之间密封配合。

如图1所示，在煤壁或岩壁上钻孔，将锚杆1安装后，锚固剂封堵环8用于阻止锚固剂沿着钻孔向下扩散，使锚固剂作用力集中在锚固段，增加锚固作用的同时，也防止锚固剂阻塞下部的注浆通道；锚杆1与钻孔的孔壁之间存在间隙，通过钻孔密封圈5对钻孔的孔口处进行封堵；进行补注浆时，浆液自注浆管6注入注浆槽11中，注浆槽11、流通槽12及连通槽13的设置，可以有效防止锚杆1与钻孔之间的间隙被钻孔内碎石封堵，从而可以保证浆液能够均匀流通至钻孔内的各处，保持浆液压力一致，以达到更好地注浆效果。而由于本锚杆1未采用中空注浆锚杆1，其外壁的注浆槽11、流通槽12及连通槽13对其抗拉强度影响极为有限，因此整体锚固性能更好，且后期补注浆的效果更好，操作更为简单，成本更低。

由于注浆过程中，会产生高压，钻孔密封圈5的密封作用极为重要，为了抬高钻孔密封圈5的密封性，作为钻孔密封圈5的进一步的改进方案，如图3所示，钻孔密封圈5的外壁直径自上而下不断增大，且上端直径小于钻孔内径，下端直径大于钻孔内径；如此设计，钻孔密封圈5的上端塞入钻孔中，下端位于钻孔外，依靠其外壁与钻孔的孔口处接触进行密封。

为了进一步提高钻孔密封圈5的密封效果，如图3所示，钻孔密封圈5的外壁中部设有与钻孔的孔口配合的台阶51，即钻孔的孔口与该台阶51位置接触，钻孔密封圈5受压变形后，与钻孔的孔口周围接触面积增大，从而使密封效果更好。

作为优选的方案，钻孔密封圈5可采用橡胶材质制成，密封垫层4和弹性垫层3可采用橡胶或树脂材料制成。

作为钻孔密封圈5与锚杆1之间的优选密封方式，如图4所示，钻孔密封圈5内壁设有与锚杆1外壁配合的C型密封圈52，注浆管6位于钻孔密封圈5内的部分外壁设有环形的注浆管密封圈54，C形密封圈54的开口处位于注浆管6位置。

作为锚固剂封堵环8具体的一种实施方案，如图5所示，锚固段及自由段之间设有限位凸环15，锚固剂封堵环8套装在锚杆1上，且中间设有与限位凸环15配合的限位台81以阻止锚固剂封堵环8向下移动，沿着锚固剂封堵环8的外壁周向设有倾斜向下并向外伸展的柔性封堵环82，该柔性封堵环82直径不小于钻孔的直径，其外径与钻孔孔壁接触，以实现密封功能；通过柔性封堵环82可以封堵锚固剂。

为了增大锚固剂与锚杆1之间的锚固力，如图1所示，优选的，锚固段上设有防滑螺纹14。

本实用新型锚杆强度高、支护效果好，且后期注浆操作成本更低，注浆时的密封效果好；能够有效提高矿上支护生产的安全性，具有良好的推广效果。

Claims (7)

1.一种补充注浆锚杆，包括锚杆（1）、托盘（2）、螺母（9），锚杆（1）自上而下分为锚固段、自由段，托盘（2）中部设有用于安装锚杆（1）的第一通孔（23），且托盘（2）中部向下凹陷形成凹坑（22）、并在下端面形成凸起部，自由段的下端穿过所述第一通孔（23），并通过所述螺母（9）配合安装在托盘（2）下方的自由段上进行紧固；其特征在于：

所述锚固段与自由段之间设有锚固剂封堵环（8）；

所述凹坑（22）内配合设有弹性垫层（3），弹性垫层（3）中间设有与锚杆（1）外径配合的第二通孔；所述弹性垫层（3）上方设有柔性的密封垫层（4），该密封垫层（4）中间设有与锚杆（1）外径配合的第三通孔；密封垫层（4）上方还设有用于封闭钻孔的钻孔密封圈（5）；

所述自由段位于钻孔密封圈（5）及锚固剂封环之间的部分的表面设有与锚杆（1）平行的流通槽（12），自由段表面还设有与锚杆（1）平行的半圆形的注浆槽（11），该注浆槽（11）的下端延伸至所述弹性垫层（3）处；所述自由段的表面还设有连通所述流通槽（12）和注浆槽（11）的连通槽（13）；

所述钻孔密封圈（5）及密封垫层（4）与注浆槽（11）对应的位置分别设有半圆形的第一配合槽（53）和第二配合槽（41），所述弹性垫层（3）上设有与注浆槽（11）连通的倾斜向下的第一注浆孔（31），所述托盘（2）上设有与第一注浆孔（31）连通的第二注浆孔（21），注浆管（6）自托盘（2）下方依次通过第二注浆孔（21）、第一注浆孔（31）并最终伸入至注浆槽（11）中，且注浆管（6）的注浆口位于所述钻孔密封圈（5）上方、注浆管（6）的进浆口与注浆设备（7）连接，第一配合槽（53）及注浆槽（11）形成的通道与注浆管（6）外壁之间密封配合。

2.根据权利要求1所述的一种补充注浆锚杆，其特征在于：所述钻孔密封圈（5）的外壁直径自上而下不断增大，且上端直径小于钻孔内径，下端直径大于钻孔内径。

3.根据权利要求2所述的一种补充注浆锚杆，其特征在于：所述钻孔密封圈（5）的外壁中部设有与钻孔的孔口配合的台阶（51）。

4.根据权利要求3所述的一种补充注浆锚杆，其特征在于：所述钻孔密封圈（5）采用橡胶材质制成，密封垫层（4）和弹性垫层（3）采用橡胶或树脂材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种补充注浆锚杆，其特征在于：所述钻孔密封圈（5）内壁设有与锚杆（1）外壁配合的C型密封圈（52），所述注浆管（6）位于钻孔密封圈（5）内的部分外壁设有环形的注浆管密封圈（54），所述C型密封圈的开口处位于注浆管（6）位置。

6.根据权利要求1所述的一种补充注浆锚杆，其特征在于：所述锚固段及自由段之间设有限位凸环（15），所述锚固剂封堵环（8）套装在锚杆（1）上，且中间设有与限位凸环（15）配合的限位台（81）以阻止锚固剂封堵环（8）向下移动，沿着锚固剂封堵环（8）的外壁周向设有倾斜向下并向外伸展的柔性封堵环（82），该柔性封堵环（82）直径不小于钻孔的直径。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种补充注浆锚杆，其特征在于：所述锚固段上设有防滑螺纹（14）。