CN213928396U - 一种全锚注浆锚杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全锚注浆锚杆，属于锚杆支护技术领域。具体包括锚固段、注浆段和杆体。所述杆体上有两限位块，所述锚固段和注浆段以限位块为界。所述锚固段用于杆体在钻孔内固结，所述注浆段用于向钻孔内注浆。所述杆体上设有倒钉，在其内部设有内螺纹杆，外部设有钢管。使用时先完成锚固剂锚固，再完成锚具预紧，最后进行注浆。本实用新型将普通实心锚杆和注浆功能结合到一起，通过锚固段和注浆段相连接，实现了全锚固注浆。能够对巷道围岩进行及时主动支护，改善巷道围岩的应力状态，充分发挥围岩的承载能力，确保在高应力环境下巷道围岩的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种全锚注浆锚杆，属于锚杆支护技术领域。
背景技术
目前，随着资源开采深度的增加，地下巷道所受地应力也随之增大，因此会导致巷道某些部位的应力升高，最终导致巷道的变形破坏。锚杆支护作为一种主动支护方式，是抑制开挖后岩体变形和对失稳岩体进行加固的有效措施，在井巷支护中得到了广泛的应用。锚杆支护是通过锚入岩体内部的锚杆，达到改善围岩应力状态，实现加固围岩，维持巷道稳定的目的。
因地下开采条件越来越复杂，加之开采活动对围岩的扰动影响，使得巷道围岩变形量大，传统锚杆支护技术也存在一些问题：首先锚杆锚固深度不足，在破坏深度较大的巷道，破坏深度往往超过锚杆锚固深度，造成锚杆锚固力不足，降低锚杆的支护性能，导致支护系统失效，严重影响巷道围岩的稳定性。其次，锚杆与岩体之间的锚固紧固性差，锚杆安装后，钻孔岩壁与锚杆不能有效紧密结合，容易造成岩体内部崩裂松动，导致锚杆支护能力差。而且目前现有的空心注浆锚杆杆体为空心结构，强度低，抗剪断能力差。也有锚杆注浆不便、效果不佳，影响锚杆作用的发挥。且有些锚杆结构复杂，工艺繁琐，成本较高。
因此，现在的锚杆还有很大的改进空间，有必要新的提出地下巷道锚杆支护结构，以解决上述问题。
发明内容
为实现提高锚杆整体强度和锚固强度，同时提高注浆质量，降低注浆锚杆的制作成本，本实用新型提供一种全锚注浆锚杆，以解决锚固可靠性低、支护效果差、工艺繁琐等问题。
本实用新型采用的技术方案是：一种全锚注浆锚杆，包括杆体19、限位块2、钢管16、内螺纹杆17、托盘8、密封垫9、C形垫圈10、L形注浆管25、大锚具13、小锚具12；
所述杆体19中上端两外侧壁上对称固定两块限位块2，杆体19上端侧壁上设有通孔，通孔内间隙配合安装有倒钉1，倒钉1在杆体19内部的部分高于其在杆体19外部的部分，杆体19内设有螺纹18，内螺纹杆17通过螺纹18旋进至杆体19内部，内螺纹杆17的顶部为凸体20，杆体19外套有中空的钢管16，钢管16顶端在安装时刚好顶到限位块2上，钻孔的进口处设有托盘8，钢管16下部与托盘8相接合部位设有密封垫9；托盘8下部设有C形垫圈10，C形垫圈10上设有C形垫圈缺口22，C形垫圈10下部依次设有大锚具13和小锚具12，L形注浆管25的出口端依次穿过C形垫圈缺口22、托盘8上的安装孔后与钢管16的底部连通，钢管16的侧壁上设有注浆孔，中部注浆孔的外侧设有弹性密封袋5。
优选地，所述凸体20为圆台形状。
优选地，所述限位块2焊接在杆体19的外侧壁上。
优选地，所述钢管16为锚杆。
优选地，所述钢管16的侧壁上自下而上设有第一组注浆孔7、第二组注浆孔6、第三组注浆孔3，每组注浆孔包括四个注浆孔，第二组注浆孔6的外部设有弹性密封袋5，弹性密封袋5的材料为高纤维弹性材料。
优选地，所述弹性密封袋5两端用锁紧环4锁紧在钢管16的外侧壁上。
优选地，所述密封垫9为橡胶材质，C形垫圈10为铁质。
优选地，所述限位块2以上为锚固段23，限位块2以下为注浆段24。
优选地，所述杆体19、钢管16的端面均为圆形，杆体19侧壁上同一高度处均匀设有四根倒钉1。
本实用新型具的有益效果是：
1、本实用新型在兼顾注浆功能的同时，杆体内安装内螺纹杆后成为实心杆体，其抗剪断能力相比于普通锚杆较强。本实用新型的注浆装置，采用了注浆管与钢管相连接的通道直接进行注浆，浆液在由钢管上的注浆孔向钻孔及岩壁裂隙内注入，提高了注浆效率。
2、本实用新型通过旋出内螺纹杆尖端部位的凸体，使锚杆整体长度增加，锚固长度也随之增加。使用锚固剂对锚固段进行锚固后，就可对锚杆整体通过大、小锚具进行双重预紧，能够在预紧状态下注浆。且采用锚固剂和浆液同时锚固，实现了锚杆支护与注浆一体化，增强了锚杆锚固强度，同时提高了支护效率。
3、本实用新型在钢管上设有三组注浆孔，注浆速度快，同时注浆对巷道原位围岩进行加固，改善围岩力学性能，可有效控制巷道围岩破坏深度。且本实用新型结构简单，安装方便，适用于复杂岩体巷道环境的支护。
附图说明
图1为本实用新型提供的锚杆结构示意图；
图2为本实用新型提供的钢管、限位块安装位置结构俯视图；
图3为本实用新型提供的钢管、限位块和弹性密封袋安装位置结构主视图；
图4为本实用新型提供的倒钉安装结构示意图；
图5为本实用新型提供的杆体尖端部位凸体旋出后示意图；
图6为本实用新型提供的C形垫圈示意图。
图中，1-倒钉，2-限位块，3-第三组注浆孔，4-锁紧环，5-弹性密封袋，6-第二组注浆孔，7-第一组注浆孔，8-托盘，9-密封垫，10-C形垫圈，11-六角棱，12-小锚具，13-大锚具，14-注浆口，15-注浆通道，16-钢管，17-内螺纹杆，18-螺纹，19-杆体，20-凸体，21-巷道围岩，22-C形垫圈缺口，23-锚固段，24-注浆段，25-L形注浆管，26-浆液。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做进一步详细阐述。
实施例1：如图1-6所示，一种全锚注浆锚杆，包括杆体19、限位块2、钢管16、内螺纹杆17、托盘8、密封垫9、C形垫圈10、L形注浆管25、大锚具13、小锚具12；
所述杆体19中上端左右两外侧壁上对称固定两块限位块2，杆体19上端侧壁上设有通孔，通孔内间隙配合安装有倒钉1，倒钉1在杆体19内部的部分高于其在杆体19外部的部分，杆体19内设有螺纹18，内螺纹杆17通过螺纹18旋进至杆体19内部，内螺纹杆17的顶部为凸体20，杆体19外套有中空的钢管16，钢管16顶端在安装时刚好顶到限位块2上，钻孔的进口处设有托盘8，在杆体19和钢管16安装完成后，用托盘8将杆体19部分固定。钢管16下部与托盘8相接合部位设有密封垫9，防止在注浆过程中从钢管16下端与托盘8之间的缝隙处漏浆；托盘8下部设有C形垫圈10，C形垫圈10上设有C形垫圈缺口22，通过所述C形垫圈10将L形注浆管25固定，使C形垫圈的缺口22与L形注浆管25紧密贴合，然后再用大锚具13将杆体预紧。C形垫圈10下部依次设有大锚具13和小锚具12，L形注浆管25的出口端依次穿过C形垫圈缺口22、托盘8上的安装孔后与钢管16的底部连通，钢管16的侧壁上设有注浆孔，中部注浆孔的外侧设有弹性密封袋5，注浆时外部注浆机与L形注浆管25连接向钻孔内注浆。钻孔两侧的岩体内设有巷道围岩21。
当内螺纹杆17旋入杆体19时，倒钉1穿过杆体19与内螺纹杆17尖端部位凸体20相接触，在内螺纹杆17向上旋转时，倒钉1向杆体19外部伸展，钉入钻孔岩壁内。倒钉1装置使锚杆整体锚固强度更大，对防止脱锚起到一定作用。
在内螺纹杆17向上旋转使倒钉1钉入岩壁内的同时，内螺纹杆17上部的尖端部位凸体20也随之向上升起，超过杆体19顶端，以此可增加锚杆锚固长度，增强支护性能。
限位块2用于将所述钢管16位置固定，在向钻孔内注浆时，浆液26通过钢管16与杆体19之间的缝隙流入，经过注浆孔进入钻孔和岩体裂隙内部。钢管16为中空带孔钢管，材料为钢质，其上部与限位块2接触处钢管亦为中空，参照图2。
进一步地，所述凸体20为圆台形状。
进一步地，所述限位块2焊接在杆体19的外侧壁上。
进一步地，所述钢管16为锚杆。
进一步地，所述钢管16的侧壁上自下而上设有第一组注浆孔7、第二组注浆孔6、第三组注浆孔3，每组注浆孔包括四个注浆孔，第二组注浆孔6的外部设有弹性密封袋5。所述弹性密封袋5材料为高纤维弹性材料，不能透过浆液。
进一步地，所述弹性密封袋5两端用锁紧环4锁紧在钢管16的外侧壁上，防止其漏出浆液。
进一步地，所述密封垫9为橡胶材质，C形垫圈10为铁质。
进一步地，所述限位块2以上为锚固段23，限位块2以下为注浆段24。锚固段23的尾部和注浆段24的头部以限位块2为分界线，其中锚固段23使用锚固剂与钻孔底部及四周围岩固结，注浆段24为向钻孔内及围岩裂隙内注浆。
进一步地，所述杆体19、钢管16的端面均为圆形，杆体19侧壁上同一高度处均匀设有四根倒钉1。
进一步地，在用所述大锚具13对杆体进行预紧后，内螺纹杆17可通过六角棱11进行旋出，待内螺纹杆17旋出至适合位置时，再通过小锚具12对内螺纹杆17进行预紧。通过大锚具13和小锚具12的同时预紧，可增大锚杆整体的预紧力。
所述的全锚注浆锚杆的锚固方法，包括如下步骤：
步骤一、钻孔和安装杆体19：
首先按要求施工完成钻孔，然后直接用杆体19向钻孔底部推进树脂锚固剂，同时轻微晃动杆体19，再将内螺纹杆17尖端部位的凸体20旋出，倒钉1伸展出，当树脂锚固剂注入均匀且锚固剂注入到限位块2时停止注入，此时形成锚固段23；
步骤二、安装钢管、锚具等预紧装置：
在锚固剂锚固完毕后，向钻孔内安装钢管16，使钢管16顶端刚好顶在限位块2上，此时在钢管16与钻孔之间形成环形注浆通道15，在钢管16下端密封口处安装密封垫9，然后安装托盘8，且在托盘8上有一与L形注浆管25相同直径的圆孔，在安装时用L形注浆管25穿过托盘18与钢管16相连接，再用C形垫圈10将L形注浆管25固定，然后用大锚具13将杆体整体预紧，此时C形垫圈10也被固定。最后利用小锚具12将内螺纹杆17预紧。自此，锚杆整体安装预紧完毕。
步骤三、注浆：
在完成锚固剂锚固和安装预紧工作后，就开始注浆。注浆时，先将外部注浆装置连接到L形注浆管25的注浆口14，浆液26通过L形注浆管25流入钢管16内，首先浆液26经过第一组注浆孔流7至钢管16与钻孔之间的空隙，随后渗透进围岩裂隙内；然后，浆液26经过第二组注浆孔6进入弹性密封袋5，随着浆液26的增多，弹性密封袋5膨胀紧贴至钻孔内壁，这可以增强锚杆与钻孔的紧固程度，同时兼有堵水的作用，之后，其余26流过第三组注浆孔3，进入锚固段23以下的空余部分，实现全锚固。待钻孔内充满浆液26且浆液26从注浆口14外流后停止注浆，最后用螺栓堵住注浆口14。本申请中浆液26为水泥浆液。
本实用新型兼备锚杆的高强度和注浆功能，将杆体19内套安装内螺纹杆17后形成的实心杆体和注浆功能完美的结合到一起，且安装简便，工艺简单，在锚固注浆的同时完成巷道围岩注浆加固，能够对巷道围岩进行及时主动支护，改善巷道围岩的应力状态。通过树脂锚固和水泥注浆实现了锚杆的全锚固，锚杆支护强度显著提高，有效控制巷道围岩的变形过程和破坏范围，充分发挥围岩的承载能力。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，并不用以限制本实用新型，但本实用新型的保护范围并不局限于此，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变和在本实用新型的精神和原则之内修改的，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种全锚注浆锚杆，其特征在于：包括杆体（19）、限位块（2）、钢管（16）、内螺纹杆（17）、托盘（8）、密封垫（9）、C形垫圈（10）、L形注浆管（25）、大锚具（13）、小锚具（12）；
所述杆体（19）中上端两外侧壁上对称固定两块限位块（2），杆体（19）上端侧壁上设有通孔，通孔内间隙配合安装有倒钉（1），倒钉（1）在杆体（19）内部的部分高于其在杆体（19）外部的部分，杆体（19）内设有螺纹（18），内螺纹杆（17）通过螺纹（18）旋进至杆体（19）内部，内螺纹杆（17）的顶部为凸体（20），杆体（19）外套有中空的钢管（16），钢管（16）顶端在安装时刚好顶到限位块（2）上，钻孔的进口处设有托盘（8），钢管（16）下部与托盘（8）相接合部位设有密封垫（9）；托盘（8）下部设有C形垫圈（10），C形垫圈（10）上设有C形垫圈缺口（22），C形垫圈（10）下部依次设有大锚具（13）和小锚具（12），L形注浆管（25）的出口端依次穿过C形垫圈缺口（22）、托盘（8）上的安装孔后与钢管（16）的底部连通，钢管（16）的侧壁上设有注浆孔，中部注浆孔的外侧设有弹性密封袋（5）。
2.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述凸体（20）为圆台形状。
3.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述限位块（2）焊接在杆体（19）的外侧壁上。
4.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述钢管（16）为锚杆。
5.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述钢管（16）的侧壁上自下而上设有第一组注浆孔（7）、第二组注浆孔（6）、第三组注浆孔（3），每组注浆孔包括四个注浆孔，第二组注浆孔（6）的外部设有弹性密封袋（5），弹性密封袋（5）的材料为高纤维弹性材料。
6.根据权利要求1或5所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述弹性密封袋（5）两端用锁紧环（4）锁紧在钢管（16）的外侧壁上。
7.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述密封垫（9）为橡胶材质，C形垫圈（10）为铁质。
8.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述限位块（2）以上为锚固段（23），限位块（2）以下为注浆段（24）。
9.根据权利要求1所述的一种全锚注浆锚杆，其特征在于：所述杆体（19）、钢管（16）的端面均为圆形，杆体（19）侧壁上同一高度处均匀设有四根倒钉（1）。
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