CN212389366U - 风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置 - Google Patents
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Abstract
风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置，包括在指定的锚索支护施工地点的后侧设置的钻进方向可调式钻进机构，在钻进方向可调式钻进机构的后侧设置有锚固剂风力供料装置；本实用新型将锚索锚固作业复杂工序简化为锚索自钻进、锚固剂吹入、锚索锚固三个工序，减少了钻杆分段钻入、分段退杆及锚固剂推送的环节，大大节省了锚索施工时间，提高了施工效率；本实用新型的锚固剂从中空锚索内孔吹入，不存在药卷锚固剂送入难的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于矿业工程技术领域，具体涉及风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置。
背景技术
锚索支护是矿山工程、岩土工程、地下工程等常用的支护技术。锚索的长度长，锚固范围大，与锚杆支护配合使用，已经成为我国煤矿巷道最主要的支护方式。
锚索长度从3~4米到十几米不等，煤矿常用锚索长度在6~10m左右，现有的施工过程为：使用锚索钻机打孔，钻杆长度一般为1m，因此需要使用6~10个钻杆，完成钻孔施工，然后逐个退出钻杆；使用锚索将锚固剂送入钻孔，锚索锚固长度一般为2m左右，使用的锚固剂卷数为4~6个，有时不能一次送入，需要分次将锚索剂送入；最后旋转锚索搅动锚固剂完成锚固粘结，然后加装托盘和锁具完成锚固。单个锚索的施工时间在20~30分钟左右。当锚固区域的煤岩体较破碎或应力较高时，锚索钻孔施工完成退出钻杆后，钻孔会发生变形甚至塌孔，造成锚固剂和锚索送入困难或者废孔。因此，锚索锚固施工工序多，时间长，易塌孔等是现有技术的主要缺点。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作方便、不易塌孔、施工效率高的风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置，包括在指定的锚索支护施工地点的后侧设置的钻进方向可调式钻进机构，在钻进方向可调式钻进机构的后侧设置有锚固剂风力供料装置；
钻进方向可调式钻进机构包括竖向设置一根液压缸,液压缸的缸体下端设有固定支架,液压缸的活塞杆上端设有定位架,液压缸的缸体上部左侧沿前后水平设有一根固定轴，固定轴上转动连接有一个矩形框架，矩形框架上沿前后方向设有滑道和气缸，滑道上滑动设有滑板，滑板后侧设有锚索夹持旋转机构，气缸位于滑道下方，气缸的后端铰接在矩形框架后侧下部，气缸的前端通过连接座与滑板底部连接，液压缸的缸体上部左侧固定设有一块立板，固定轴垂直穿过立板，立板竖向设置且平行于滑道，立板上开设有以固定轴为中心线的弧形导孔，矩形框架右侧部设有一个定位螺栓，定位螺栓右端穿过立板上的弧形导孔并通过螺母立板压接配合；矩形框架后侧上部设有与锚索夹持旋转机构前后对应的锚索旋转导向夹具；
锚索夹持旋转机构和锚索旋转导向夹具之间夹持有刚性管，刚性管前端同轴线固定连接有中空锚索，中空锚索前端设有高压喷头，锚固剂风力供料装置的出料口与刚性管的后端通过高压旋转密封接头连接。
锚固剂风力供料装置包括锚固剂A料盛装桶、锚固剂B料盛装桶、压风管路、第一进气管、第二进气管、第一出料管、第二出料管和混料出料管，第一进气管和第二进气管的进口均与压风管路的出口连接，第一进气管的出口与锚固剂A料盛装桶的顶部连接，第二进气管的出口与锚固剂B料盛装桶的顶部连接，第一出料管的进口与锚固剂A料盛装桶的下部连接，第二出料管的进口与锚固剂B料盛装桶的下部连接，第一出料管的出口和第二出料管的出口同时与混料出料管的进口连接，混料出料管上设有调节阀，锚固剂A料盛装桶和锚固剂B料盛装桶均为圆柱形桶状结构；混料出料管的出料口与所述的高压旋转密封接头连接。
高压喷头包括喷头本体和连接套，连接套的内孔包括前侧的第一内螺纹孔和后侧的第二内螺纹孔，第一内螺纹孔的孔径小于第二内螺纹孔的孔径，中空锚索的前端伸入并螺纹连接到第二内螺纹孔内，喷头本体外圆设置有外螺纹，喷头本体的外圆伸入并螺纹连接在第一内螺纹孔内，喷头本体内前侧设有两个中心对称的喷射孔，喷头本体内部后侧中心处开设有与中空锚索的中心孔对应的过水孔，两个喷射孔的后端通过径向开设的连接孔与过水孔连通，喷头本体前侧中部开设有内六方槽。
采用上述技术方案，本实验装置中的立板为半圆形结构，立板的直线段边竖向设置并与液压缸的缸体固定连接，弧形导孔位于液压缸的后侧，立板的右侧面沿弧形导孔的长度方向设有角度刻度尺，角度刻度尺的0刻度位于弧形导孔的中点处。
在实用新型锚固作业前，先在指定的锚索支护施工地点的后侧设置钻进方向可调式钻进机构，在钻进方向可调式钻进机构的后侧设置水射流发生装置。然后调节锚索钻进的方向，即先启动液压缸，液压缸的活塞缸向上伸长，定位架顶压巷道顶板，将钻进方向可调式钻进机构的位置固定，然后拧松前侧和后侧定位螺栓上的螺母，转动矩形框架，矩形框架以固定轴为中心线转动，定位螺栓在弧形导孔内移动，通过立板右侧面角度刻度尺上的刻度确定钻进的方向，然后拧紧两个螺母使矩形框架定位。
接着使用本实用新型中的钻进方向可调式钻进机构与水射流发生装置配合，水射流发生装置提供的高压水或高压磨料水通过中空锚索向前输送到高压喷头，经过高压喷头上的两个喷射孔向前喷出，形成能破岩的水射流对煤岩壁进行高压水力钻孔，在钻孔的同时，中空锚索同时被向前推进到钻孔内。然后将刚性管安装到锚索夹持旋转机构和锚索旋转导向夹具之间，刚性管前端与中空锚索后端固定连接，混料出料管的出口与刚性管的后端通过高压旋转密封接头连接。
然后进行锚固剂风力注入作业，具体过程为：压风管路使用煤矿井下的高压风，压风管路中的高压风通过第一进气管和第二进气管分别对锚固剂A料盛装桶和锚固剂B料盛装桶内的锚固剂施压，锚固剂A料通过第一出料管进入到混料出料管，锚固剂B料通过第二出料管进入到混料出料管，锚固剂A料和锚固剂B料经混料出料管、中空锚索向前进入高压喷头，经高压喷头上的两个喷射孔喷出，喷出的锚固剂又钻孔的孔底沿着锚索外壁与钻孔内壁的环形间隙向外流动，锚固剂A料和锚固剂B料将环形间隙充填，在锚固剂注入过程中，锚索夹持旋转机构驱动刚性管和中空锚索旋转，以使锚固剂A料和锚固剂B料在钻孔内混合更加均匀；锚固剂A料盛装桶和锚固剂B料盛装桶的内径尺寸的比例与锚固剂A料和锚固剂B料的配比比例相等，在相同气压的作用下，使锚固剂A料和锚固剂B料的出料流量按比例流入到钻孔内。钻孔的孔口处溢出锚固剂后，关闭压风管路上的调节阀和钻进方向可调式钻进机构；锚固剂凝固后，在中空锚索的后端部安装锚索托盘和索具，将中空锚索预紧，完成中空锚索的锚固施工作业。
本实用新型将锚索锚固作业复杂工序简化为锚索自钻进、锚固剂吹入、锚索锚固三个工序，减少了钻杆分段钻入、分段退杆及锚固剂推送的环节，大大节省了锚索施工时间，提高了施工效率；本实用新型的锚固剂从中空锚索内孔吹入，不存在药卷锚固剂送入难的问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2是图1中高压喷头的放大图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示，本实用新型的风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置，包括在指定的锚索支护施工地点的后侧设置的钻进方向可调式钻进机构，在钻进方向可调式钻进机构的后侧设置有锚固剂风力供料装置；
钻进方向可调式钻进机构包括竖向设置一根液压缸6，液压缸6的缸体下端设有固定支架7,液压缸6的活塞杆上端设有定位架8,液压缸6的缸体上部左侧沿前后水平方向设有一根固定轴9，固定轴9上转动连接有一个矩形框架10，矩形框架10上沿前后方向设有滑道11和气缸12，滑道11上滑动设有滑板13，滑板13后侧设有锚索夹持旋转机构14，气缸12位于滑道11下方，气缸12的后端铰接在矩形框架10后侧下部，气缸12的前端通过连接座与滑板13底部连接，液压缸6的缸体上部左侧固定设有一块立板15，固定轴9垂直穿过立板15，立板15竖向设置且平行于滑道11，立板15上开设有以固定轴9为中心线的弧形导孔16，矩形框架10右侧部固定设有一个定位螺栓17，定位螺栓17右端穿过立板15上的弧形导孔16与并通过螺母18与立板15压接配合；矩形框架10后侧上部设有与锚索夹持旋转机构14前后对应的锚索旋转导向夹具19；立板15为半圆形结构，立板15的直线段边竖向设置并与液压缸6的缸体固定连接，弧形导孔16位于液压缸6的后侧，前侧立板15的前侧面和后侧立板15的后侧面均沿弧形导孔16的长度方向设有角度刻度尺，角度刻度尺的0刻度位于弧形导孔16的中点处。
锚索夹持旋转机构14和锚索旋转导向夹具19之间夹持有刚性管，刚性管前端同轴线固定连接有中空锚索1，中空锚索1前端设有高压喷头38，锚固剂风力供料装置的出料口与刚性管4的后端通过高压旋转密封接头5连接。
锚固剂风力供料装置包括锚固剂A料盛装桶30、锚固剂B料盛装桶31、压风管路32、第一进气管33、第二进气管34、第一出料管35、第二出料管36和混料出料管37，第一进气管33和第二进气管34的进口均与压风管路32的出口连接，第一进气管33的出口与锚固剂A料盛装桶30的顶部连接，第二进气管34的出口与锚固剂B料盛装桶31的顶部连接，第一出料管35的进口与锚固剂A料盛装桶30的下部连接，第二出料管36的进口与锚固剂B料盛装桶31的下部连接，第一出料管35的出口和第二出料管36的出口同时与混料出料管37的进口连接，混料出料管37上设有调节阀39，锚固剂A料盛装桶30和锚固剂B料盛装桶31均为圆柱形桶状结构；混料出料管37的出料口与所述的高压旋转密封接头5连接。
高压喷头38包括喷头本体和连接套，连接套的内孔包括前侧的第一内螺纹孔和后侧的第二内螺纹孔，第一内螺纹孔的孔径小于第二内螺纹孔的孔径，中空锚索1的前端伸入并螺纹连接到第二内螺纹孔内，喷头本体外圆设置有外螺纹，喷头本体的外圆伸入并螺纹连接在第一内螺纹孔内，喷头本体内前侧设有两个中心对称的喷射孔，喷头本体内部后侧中心处开设有与中空锚索1的中心孔对应的过水孔，两个喷射孔的后端通过径向开设的连接孔与过水孔连通，喷头本体前侧中部开设有内六方槽。
采用上述技术方案，在实用新型锚固作业前，先在指定的锚索支护施工地点的后侧设置钻进方向可调式钻进机构，在钻进方向可调式钻进机构的后侧设置水射流发生装置。然后调节锚索钻进的方向，即先启动液压缸6，液压缸6的活塞缸向上伸长，定位架8顶压巷道顶板，将钻进方向可调式钻进机构的位置固定，然后拧松前侧和后侧定位螺栓17上的螺母18，转动矩形框架10，矩形框架10以固定轴9为中心线转动，定位螺栓17在弧形导孔16内移动，通过角度刻度尺上的刻度确定钻进的方向，然后拧紧两个螺母18使矩形框架10定位。
接着使用本实用新型中的钻进方向可调式钻进机构与水射流发生装置配合，水射流发生装置提供的高压水或高压磨料水通过中空锚索1向前输送到高压喷头38，经过高压喷头38上的两个喷射孔向前喷出，形成能破岩的水射流对煤岩壁进行高压水力钻孔，在钻孔的同时，中空锚索1同时被向前推进到钻孔内。然后将刚性管4安装到锚索夹持旋转机构14和锚索旋转导向夹具19之间，刚性管4前端与中空锚索1后端固定连接，混料出料管37的出口与刚性管4的后端通过高压旋转密封接头5连接。
然后进行锚固剂风力注入作业，具体过程为：压风管路32使用煤矿井下的高压风，压风管路32中的高压风通过第一进气管33和第二进气管34分别对锚固剂A料盛装桶30和锚固剂B料盛装桶31内的锚固剂施压，锚固剂A料通过第一出料管35进入到混料出料管37，锚固剂B料通过第二出料管36进入到混料出料管37，锚固剂A料和锚固剂B料经混料出料管37、中空锚索1向前进入高压喷头38，经高压喷头38上的两个喷射孔喷出，喷出的锚固剂又钻孔的孔底沿着锚索外壁与钻孔内壁的环形间隙向外流动，锚固剂A料和锚固剂B料将环形间隙充填，在锚固剂注入过程中，锚索夹持旋转机构14驱动刚性管4和中空锚索1旋转，以使锚固剂A料和锚固剂B料在钻孔内混合更加均匀；锚固剂A料盛装桶30和锚固剂B料盛装桶31的断面尺寸的比例与锚固剂A料和锚固剂B料的配比比例相等，在相同气压的作用下，使锚固剂A料和锚固剂B料的出料流量按比例流入到钻孔内。钻孔的孔口处溢出锚固剂后，关闭压风管路32上的调节阀39和钻进方向可调式钻进机构；锚固剂凝固后，在中空锚索1的后端部安装锚索托盘和索具，将中空锚索1预紧，完成中空锚索1的锚固施工作业。
本实用新型中的高压旋转密封接头5、锚索夹持旋转机构14、锚索旋转导向夹具19、气缸12（用于驱动中空锚索1向前移动）、液压缸6、锚固剂A料、锚固剂B料均为现有成熟技术，市场上均可购置，具体构造不再赘述。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置，其特征在于：包括在指定的锚索支护施工地点的后侧设置的钻进方向可调式钻进机构，在钻进方向可调式钻进机构的后侧设置有锚固剂风力供料装置；
钻进方向可调式钻进机构包括竖向设置一根液压缸,液压缸的缸体下端设有固定支架,液压缸的活塞杆上端设有定位架,液压缸的缸体上部左侧沿前后水平设有一根固定轴，固定轴上转动连接有一个矩形框架，矩形框架上沿前后方向设有滑道和气缸，滑道上滑动设有滑板，滑板后侧设有锚索夹持旋转机构，气缸位于滑道下方，气缸的后端铰接在矩形框架后侧下部，气缸的前端通过连接座与滑板底部连接，液压缸的缸体上部左侧固定设有一块立板，固定轴垂直穿过立板，立板竖向设置且平行于滑道，立板上开设有以固定轴为中心线的弧形导孔，矩形框架右侧部设有一个定位螺栓，定位螺栓右端穿过立板上的弧形导孔并通过螺母立板压接配合；矩形框架后侧上部设有与锚索夹持旋转机构前后对应的锚索旋转导向夹具；
锚索夹持旋转机构和锚索旋转导向夹具之间夹持有刚性管，刚性管前端同轴线固定连接有中空锚索，中空锚索前端设有高压喷头，锚固剂风力供料装置的出料口与刚性管的后端通过高压旋转密封接头连接。
2.根据权利要求1所述的风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置，其特征在于：锚固剂风力供料装置包括锚固剂A料盛装桶、锚固剂B料盛装桶、压风管路、第一进气管、第二进气管、第一出料管、第二出料管和混料出料管，第一进气管和第二进气管的进口均与压风管路的出口连接，第一进气管的出口与锚固剂A料盛装桶的顶部连接，第二进气管的出口与锚固剂B料盛装桶的顶部连接，第一出料管的进口与锚固剂A料盛装桶的下部连接，第二出料管的进口与锚固剂B料盛装桶的下部连接，第一出料管的出口和第二出料管的出口同时与混料出料管的进口连接，混料出料管上设有调节阀，锚固剂A料盛装桶和锚固剂B料盛装桶均为圆柱形桶状结构；混料出料管的出料口与所述的高压旋转密封接头连接。
3.根据权利要求1或2所述的风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置，其特征在于：高压喷头包括喷头本体和连接套，连接套的内孔包括前侧的第一内螺纹孔和后侧的第二内螺纹孔，第一内螺纹孔的孔径小于第二内螺纹孔的孔径，中空锚索的前端伸入并螺纹连接到第二内螺纹孔内，喷头本体外圆设置有外螺纹，喷头本体的外圆伸入并螺纹连接在第一内螺纹孔内，喷头本体内前侧设有两个中心对称的喷射孔，喷头本体内部后侧中心处开设有与中空锚索的中心孔对应的过水孔，两个喷射孔的后端通过径向开设的连接孔与过水孔连通，喷头本体前侧中部开设有内六方槽。
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| CN202020791172.6U CN212389366U (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | 风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置 |
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| CN202020791172.6U CN212389366U (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | 风力输送锚固剂的锚索快速锚固装置 |
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| CN (1) | CN212389366U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021228004A1 (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 河南理工大学 | 基于水射流技术的锚索自钻进及快速锚固施工方法 |
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2020
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021228004A1 (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 河南理工大学 | 基于水射流技术的锚索自钻进及快速锚固施工方法 |
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