CN212337326U - 一种可注浆的实心锚索 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可注浆的实心锚索，属于煤矿井巷支护技术领域。包括实心锚索和辅助注浆封孔机构；实心锚索包括索体、托盘和锚具；所述索体为钢绞线，索体的一端上固定套设有限位挡环；所述托盘为注浆垫板；辅助注浆封孔机构包括注浆导管、薄壁钢管、密封管和密封套筒。使用时，先完成钻孔内索体部分长度的树脂锚固段；再通过注浆垫板及辅助注浆封孔机构，完成钻孔内索体部分长度的水泥浆液锚固段。本实用新型实现了采用锚索索体与钻孔之间的环形通道进行注浆，保证注浆通道畅通，同时解决了注浆的封孔问题，能快速压注较高固化强度的浆液，提高实心锚索整体的锚固强度。本实用新型降低了成本，满足锚注一体化要求，提高了工作效率。

Description

一种可注浆的实心锚索

技术领域

本实用新型属于煤矿井巷支护技术领域，具体涉及一种可注浆的实心锚索。

背景技术

目前，我国煤矿中使用的锚索大多数属于小孔径预应力树脂锚固锚索，其基本结构是由钢绞线、树脂锚固剂、托盘和锚具组成，通过树脂锚固剂将钢绞线锚固在岩（煤）体深处，通过张拉仪、托盘、锚具等对锚索施加预紧力，控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形，使围岩处于受压状态，达到支护巷道、保持巷道稳定的效果；

随着我国煤矿行业的不断发展，煤炭开采条件变得更加复杂，这种传统的锚索锚固技术也存在着如下问题，直接影响了锚索锚固性能和支护性能，对围岩支护的效果产生了严重的影响：

1.锚索锚固深度及锚固长度受到安装工艺的限制。锚索安装机具所能提供的转矩不能支持钢绞线搅拌更深的锚固剂；巷道尺寸以及安装工艺限制了安装锚固剂的长度，锚固力难以进一步提高。

2.在推送搅拌锚固剂过程中，容易发生锚固剂坍塌，穿心过，锚固位置不能确定到达设计深度，造成锚索锚固性能不确定。

3.生产力水平对锚注一体化有更高的要求，巷道支护要求兼顾锚索支护与注浆。

为解决现有煤矿锚索锚固技术中存在的问题，国内近年来研制出了中空注浆锚索。现有的中空注浆锚索的杆体为中空结构，自带注浆芯管，锚索杆体由一根中心为钢管与若干根高强度螺旋肋预应力钢丝编绞而成。中空注浆锚索在一定程度上克服了现有锚索的不足，但是中空锚索也存在如下缺陷：1.锚索强度低，采用中空钢管外面编绞高强度螺旋肋预应力钢丝的锚索杆体，严重降低了锚索的破断力。2.注浆压力低达不到注浆效果，由于采用挤压式封孔，注浆压力不能过大，封孔长度及封孔质量都受到一定限制，影响锚固及注浆效果。3.中空注浆锚索成本较高。

发明内容

为了实现注浆通道畅通，避免注浆管道堵塞，提高锚索整体的锚固强度，同时降低注浆锚索制作成本，本实用新型提供一种可注浆的实心锚索。

一种可注浆的实心锚索包括实心锚索和辅助注浆封孔机构。

所述实心锚索包括索体7、托盘和锚具9；所述索体为实心钢绞线，钢绞线的一端上固定套设有限位挡环8；所述托盘为注浆垫板1；

所述辅助注浆封孔机构包括注浆导管5、薄壁钢管3、密封管4和密封套筒13；

所述注浆垫板1上开设有垂直贯通的锚索孔14；锚索孔14的一端孔口为密封口，密封口内设有密封圈6；锚索孔14的另一端孔口为导管口；注浆垫板1内开设有注浆孔2，注浆孔2的一端连通着锚索孔14，注浆孔2的另一端连通着注浆口21，所述注浆口21位于注浆垫板1的密封口一侧；

所述注浆导管5的一端固定连接着注浆垫板1上的导管口；所述密封管4套设在薄壁钢管3上，薄壁钢管3的一端插入注浆导管5的另一端内，且密封管4的一端与注浆导管5的管端接触；注浆导管5和薄壁钢管3同轴贯通。

使用时，先用设有限位挡环8的索体7一端将树脂锚固剂推入钻孔内，边推动边搅拌索体7，在索体7上形成锚索树脂锚固段10；

再将注浆垫板1、注浆导管5和薄壁钢管3空套在索体7的外露端上推入钻孔中，使薄壁钢管3的端部与限位挡环8接触；注浆导管5、薄壁钢管3和杆体之间形成环形注浆通道；在索体7的外露端上套上锚具9，通过锚具9对索体7进行预紧张拉，使密封管4被压缩膨胀；通过注浆口21接通外部注浆设备实施注浆，水泥浆液由注浆导管5、薄壁钢管3和索体7之间的环形注浆通道注入，在索体7上形成水泥浆液锚固段11。

进一步限定的技术方案如下：

所述注浆导管5的一端通过螺纹固定连接着注浆垫板1上的导管口。

所述注浆孔2为L形孔，其中长边处的孔呈水平状，长边处的孔口连通着锚索孔14，短边处的孔贯通注浆垫板1的一侧面，孔口为注浆口21。

在距离外露端头0.6-0.8米处的索体7上安装有限位挡环8。

与锚索孔14的密封口对应一侧的注浆垫板1上焊接有焊接管12，在锚索预紧张拉结束时，将密封套筒13焊接安装在焊接管12，实现索体7外露段的密封。

所述密封管4为橡胶密封管。

所述注浆垫板1的材料为钢板，一侧设焊接管12。

所述注浆导管5的材料为钢管。

所述注浆导管5和薄壁钢管3的装配长度为0.5-0.8m；注浆导管5的长度为0.4-0.6m；密封管4的长度为150-160mm；薄壁钢管3外径与注浆导管5内径之间为间隙配合，配合间隙为0.5mm。

所述注浆导管5、薄壁钢管3和索体7之间的环形注浆通道的径向宽度为2-4mm。

本实用新型的有益技术效果体现在以下方面：

1.本实用新型的可注浆实心锚索索体采用的是高强度实心钢绞线，其破断力相比普通锚索没有损失。本发明的辅助注浆封孔机构，采用了实心锚索的索体7与钻孔之间的环形通道进行注浆，保证注浆通道畅通，能快速压注较高固化强度的浆液，避免注浆管道堵塞，提高锚索整体的锚固强度。

2.本实用新型通过增设的辅助注浆封孔机构，实现锚注一体化，提高巷道支护效率。注浆垫板兼具注浆与托盘功能，注浆导管和薄壁钢管兼具注浆通道与密封作用，实现了锚索支护与注浆使用同一钻孔，提高支护效率；本发明将锚索支护与注浆加固有机结合，有效的解决了复杂环境岩体巷道的支护问题。

3.本实用新型通过采用树脂锚固剂和水泥浆液双重锚固，锚索锚固长度有了很大提升，可有效提高锚索的锚固强度。

4.本实用新型采用一种全新的主动挤压分段膨胀式的封孔方式实现了小孔径可注浆锚索的孔内封孔，同时锚索外露段采用密封套筒进行密封来解决孔口漏浆的问题，基本实现注浆过程零漏浆。

5.本实用新型可注浆实心锚索制造成本低。由于索体的结构不同，同尺寸的中空锚索比实心锚索强度降低约35%。直径为21.8mm实心锚索的破断力为650KN，而中空锚索的破断力为420KN；同样由于加工工艺的不同，中空注浆锚索的制造成本也较高，以直径为21.8mm，长度为6米的锚索来说，一套普通锚索包含钢绞线、托盘、锚具、树脂锚固剂等的价格约为120元；一套中空注浆锚索的价格约为200元；本实用新型可注浆实心锚索的索体仍采用普通的钢绞线，注浆垫板和注浆导管、薄壁钢管、橡胶密封管、密封圈等采用批量生产，一套可注浆实心锚索的成本价格约为150元。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1中局部放大图；

图3为图2中密封管变形状态图；

图4为注浆垫板和注浆导管、薄壁钢管和密封管装配示意图；

图5为注浆垫板和注浆导管装配示意图；

图6为薄壁钢管和密封管装配示意图；

图7为限位挡环结构示意图。

上图中序号：注浆垫板1、锚索孔14、注浆孔2、注浆口21、薄壁钢管3、密封管4、注浆导管5、密封圈6、索体7、限位挡环8、锚具9、树脂锚固段10、水泥浆锚固段11、焊接管12、密封套筒13。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地描述。

实施例

参见图1，一种可注浆的实心锚索包括实心锚索和辅助注浆封孔机构。

实心锚索包括索体7、托盘和锚具9；索体7为钢绞线，在距离外漏端头0.6-0.8米处的索体7的一端上固定套装有限位挡环8，限位挡环8结构见图7。托盘为注浆垫板1。

参见图4，辅助注浆封孔机构包括注浆导管5、薄壁钢管3、密封管4、密封圈6和密封套筒13。参见图5，注浆垫板1上开设有垂直贯通的锚索孔14；锚索孔14的一端孔口为密封口，密封口为外大内小的圆锥孔，密封口安装有密封圈6，密封圈6为锥形密封圈。锚索孔14的另一端孔口为导管口。注浆垫板1内开设有注浆孔2，注浆孔2为L形孔，其中长边处的孔呈水平状，长边处的孔口连通着锚索孔14，短边处的孔贯通注浆垫板1的一侧面，短边处的孔口为注浆口21，注浆口21位于注浆垫板1的密封口一侧。注浆导管5的一端通过螺纹固定连接着注浆垫板1上的导管口。

参见图6，密封管4套装在薄壁钢管3上，薄壁钢管3的一端插入注浆导管5的另一端内，且密封管4的一端与注浆导管5的管端接触，见图4；注浆导管5和薄壁钢管3同轴贯通；薄壁钢管3的另一端在施工时与限位挡环8相接触，见图1。

注浆导管5和薄壁钢管3的装配长度为0.6m；注浆导管5的长度为0.4m；密封管4的长度为150mm；薄壁钢管3外径与注浆导管5内径之间为间隙配合，配合间隙为0.5mm。注浆导管5、薄壁钢管3和锚索之间的环形注浆通道的径向宽度为2-4mm。

本实用新型的可注浆实心锚索采用树脂锚固剂和水泥浆液混合锚固，具体安装过程如下：

（1）钻孔并采用树脂锚固剂安装锚索

先施工完成钻孔。在索体7距外露端0.6-0.8米处上安装好限位挡环8，用索体7里端向钻孔内推送树脂锚固剂，推送孔底后开动钻机，边转动索体7边推送树脂锚固剂直至到达孔底，同时树脂锚固剂对索体7已经到达锚固作用，在索体7上形成树脂锚固段10，实现索体7部分长度的树脂锚固；

（2）安装注浆垫板、锚索、孔口锥形密封垫圈和密封套筒等

参见图1，待树脂锚固剂完全锚固，将注浆垫板1、注浆导管5、薄壁钢管3和密封管4按图4组装好后空套在索体7的外露端上推入钻孔中，当注浆垫板1距离岩面约100mm位置时，薄壁钢管3的端部刚好顶在挡环8上，注浆导管5、薄壁钢管3和实心锚索之间形成环形注浆通道；索体7的外露端伸至注浆垫板1的外部，在杆体7的外端的锚索孔12的密封口内装上密封圈6，并安装上锚具9，对杆体7进行预紧张拉，此时密封管4被压缩产生膨胀，见图3。在锚索预紧张拉结束后，将密封套筒13焊接安装在焊接管12，实现索体7外露段的密封；

（3）注浆操作

将外部注浆设备连接到注浆口21，进行注浆。混凝土浆液由注浆孔2，经过注浆导管5、薄壁钢管3和索体7之间的环形注浆通道注入，再沿着索体7与钻孔之间的环形通道向上流动，直到钻孔及周边裂隙注满，在索体7上形成水泥浆液锚固段11。注浆完成后，卸下外部注浆设备，用螺栓堵住注浆口21。

本实用新型将现有普通实心锚索的高破断力和中空注浆锚索的注浆功能完美的结合在一起，在现有安装技术及工艺基本不变的情况下，通过索体和钻孔之间的环状注浆空间实现了锚索的无损注浆锚固；达到了树脂锚固与水泥注浆锚固的全长锚固，对锚索支护的安全性有着显著性提高。

Claims (10)

1.一种可注浆的实心锚索，其特征在于：包括实心锚索和辅助注浆封孔机构；

所述实心锚索包括索体（7）、托盘和锚具（9）；所述索体为实心钢绞线，钢绞线的一端上固定套设有限位挡环（8）；所述托盘为注浆垫板（1）；

所述辅助注浆封孔机构包括注浆导管（5）、薄壁钢管（3）、密封管（4）和密封套筒（13）；

所述注浆垫板（1）上开设有垂直贯通的锚索孔（14）；锚索孔（14）的一端孔口为密封口，密封口内设有密封圈（6）；锚索孔（14）的另一端孔口为导管口；注浆垫板（1）内开设有注浆孔（2），注浆孔（2）的一端连通着锚索孔（14），注浆孔（2）的另一端连通着注浆口（21），所述注浆口（21）位于注浆垫板（1）的密封口一侧；

所述注浆导管（5）的一端固定连接着注浆垫板（1）上的导管口；所述密封管（4）套设在薄壁钢管（3）上，薄壁钢管（3）的一端插入注浆导管（5）的另一端内，且密封管（4）的一端与注浆导管（5）的管端接触；注浆导管（5）和薄壁钢管（3）同轴贯通。

2.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述注浆导管（5）的一端通过螺纹固定连接在注浆垫板（1）上的导管口。

3.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述注浆孔（2）为L形孔，其中长边处的孔呈水平状，长边处的孔口连通着锚索孔（14），短边处的孔贯通注浆垫板（1）的一侧面，孔口为注浆口（21）。

4.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：在距离外漏端头0.6-0.8米处的索体（7）上安装有限位挡环（8）。

5.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：与锚索孔（14）的密封口对应一侧的注浆垫板（1）上焊接有焊接管（12），焊接管（12）上套设有密封套筒（13），实现索体（7）外露段的密封。

6.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述密封管（4）为橡胶密封管。

7.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述注浆垫板（1）的材料为钢板。

8.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述注浆导管（5）的材料为钢管。

9.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述注浆导管（5）和薄壁钢管（3）的装配长度为0.5-0.8m；注浆导管（5）的长度为0.4-0.6m；密封管（4）的长度为150-160mm；薄壁钢管（3）外径与注浆导管（5）内径之间为间隙配合，配合间隙为0.5mm。

10.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚索，其特征在于：所述注浆导管（5）、薄壁钢管（3）和索体（7）之间的环形注浆通道的径向宽度为2-4mm。

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