CN218376526U - 一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆 - Google Patents

Abstract

一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，包括中空注浆杆体、恒阻器、杆体自钻式钻头、止浆垫和恒阻器拱形托盘；杆体自钻式钻头固定设置在中空注浆杆体的一端，恒阻器套设在中空注浆杆体的另一端的外侧；止浆垫和恒阻器拱形托盘均套设在恒阻器外侧，且止浆垫位于岩壁侧；中空注浆杆体上设置有若干注浆孔。本实用新型实现了恒阻让压支护与注浆于一体的独特功能，初期支护时依靠恒阻装置和可接长中空注浆杆体实现高阻让压支护，使围岩在高恒阻作用下适度变形，当变形到一定程度后，及时使用中空索体结构实现对围岩的二次注浆加固，避免了现有的恒阻锚杆和注浆锚杆同时使用的麻烦，节约了材料，减小了工程量，还减少打孔对围岩的破坏。

Description

一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆

技术领域

本实用新型涉及支护装置领域，具体是一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆。

背景技术

随着煤炭开采逐渐进入深部区域，围岩岩性逐渐表现为大变形现象，呈现显著的软岩大变形特征，采用常规的锚杆支护已经不能实现对深部软岩巷道的加固和支护。由于深部地压、软岩本身含有的膨胀、碎胀能量大，如果采用刚性支护则被初期巨大释放能破坏，因此，对于深部地压巷道和软岩巷道，为有效释放初期变形能，通常采用先让后抗的支护方式进行支护。如何实现先让后抗的支护方式，采取何种支护手段，成为解决深部地压巷道、软岩巷道支护难题的重要途径。目前针对此类问题的主要解决方法是：

1、采用锚网索+钢架支护，初期采用锚网索支护，让围岩在锚网索支护作用下发生适量变形，释放完初期剧烈变形能后，然后再采用钢架进行强力支护，通过钢架高的阻力实现围岩的迅速稳定。此种方法，对于部分围岩条件可以发挥作用，但是对于软岩围岩，由于围岩自身强度差，在长期高地压作用下，发生长期流变，导致围岩逐渐失稳破裂，钢架被压坏。而且锚网索无法实现让压变形，导致初期变形过程中发生较多破坏，加剧围岩变形，导致围岩强度损失较大。

2、采用锚注+钢架支护。此方案是目前较多使用的一种针对深部地压、软岩巷道变形的支护方案，具有加固围岩的作用，但是此种方案没有使用让压锚杆索，导致围岩初期变形能得不到释放，使得钢架上荷载较大，通常支护密度较大，支护成本较高。

3、采用恒阻锚杆索+注浆加固。此方案是近年新发展起来的一种恒阻让压后，采取注浆加固的支护方案，支护理念较为适应深部地压巷道和软岩巷道，但是此种支护方案，初期锚网索要对围岩打锚杆锚索孔，后期注浆也要打孔，过多的打孔对围岩破坏较大，不利于发挥围岩自承能力。且每次打锚杆索数量较多，使用的材料量较大，工程量大，施工周期长，部分条件下由于打锚杆索眼孔过多，造成围岩破坏严重，支护也难以发挥作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，以解决围岩强度损失较大、支护成本较高以及围岩破坏严重，支护也难以发挥作用的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，包括中空注浆杆体、恒阻器、杆体自钻式钻头、止浆垫和恒阻器拱形托盘；杆体自钻式钻头固定设置在中空注浆杆体的一端，恒阻器套设在中空注浆杆体的另一端的外侧；止浆垫和恒阻器拱形托盘均套设在恒阻器外侧，且止浆垫位于岩壁侧；中空注浆杆体上设置有若干注浆孔。

进一步的，恒阻器包括楔形螺母、恒阻器摩擦凸起、恒阻器螺母和恒阻器套管；恒阻器套管套设在中空注浆杆体外侧，位于恒阻器套管内侧的中空注浆杆体上螺纹套设有楔形螺母；恒阻器套管一端的外侧螺纹套设有恒阻器螺母，恒阻器螺母能够压紧恒阻器拱形托盘；恒阻器套管内侧壁均匀分布设置有恒阻器摩擦凸起。

进一步的，恒阻器套管远离恒阻器螺母的端部设置有恒阻器前端丝扣，恒阻器前端丝扣上设置有恒阻器前端固定螺母，通过恒阻器前端固定螺母将恒阻器套管和中空注浆杆体固定。

进一步的，恒阻器螺母和恒阻器拱形托盘之间设置有恒阻器螺母球形垫。

进一步的，中空注浆杆体包括中空注浆杆、杆体端头丝扣和含内丝扣的杆体接长套筒；中空注浆杆的端部设置有杆体端头丝扣，若干个中空注浆杆通过含内丝扣的杆体接长套筒固定连接形成中空注浆杆体。

进一步的，中空注浆杆体采用左旋螺纹钢管体。

进一步的，自钻式岩石两翼钻头通过丝扣与中空注浆杆体相连接。

进一步的，中空注浆杆体的端部设置有注浆口螺丝扣，注浆口螺丝扣上设置有端口螺帽；止浆垫采用橡皮垫。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，实现了恒阻让压支护与注浆于一体的独特功能，初期支护时依靠恒阻装置和可接长中空注浆杆体实现高阻让压支护，使围岩在高恒阻作用下适度变形，当变形到一定程度后，及时使用中空索体结构实现对围岩的二次注浆加固，避免了现有的恒阻锚杆和注浆锚杆同时使用的麻烦，节约了材料，减小了工程量，还减少打孔对围岩的破坏。

本实用新型所述恒阻器为内摩擦式恒阻器，内摩擦凸起与恒阻器管体为一体式结构，当围岩挤压托盘带动恒阻器向自由空间移动时，中空注浆杆体的圆台状螺母在恒阻器内部开始滑动，滑动时圆台状螺母下端与恒阻器内部摩擦凸起相互作用，圆台状螺母下端挤压恒阻器管体时使得管体扩涨外径变粗，而圆台装螺母下端与恒阻器内部摩擦凸起发生摩擦作用，依靠摩擦产生恒抗滑移的恒阻力。

本实用新型使用自钻式岩石两翼钻头，对于围岩破碎、软弱，钻孔成孔困难的巷道，可以通过锚杆+自钻式钻头的方式一次性钻进，无须使用钻杆，实现了锚杆与钻杆一体化的设计，大大提高了软弱、破碎围岩的支护效率。

本实用新型所述的止浆垫采用橡皮材质，位于托盘与岩壁之间，实现对孔口的封堵；锚杆托盘实现围岩挤压作用时将压力通过托盘传递给恒阻器套管，带动恒阻器套管与中空注浆杆体实现滑动摩擦作用；恒阻器套管螺母主要通过专用的安装工装器实现对恒阻器与杆体的预紧张力作用。

附图说明

图1：一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆主视图；

图2：一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆恒阻器局部示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，通过本实用新型的具体实施对本实用新型所提供的技术方案进行详细的说明，以供本领域的技术人员对本实用新型进行使用说明，并非对本实用新型加以限制。

具体实施：参照图1和图2，本实用新型案例中，一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，包括端口螺帽85、断口丝扣84、恒阻器套管77、恒阻器螺母71、恒阻器螺母球形垫72、恒阻器拱形托盘73、止浆垫78、恒阻器摩擦凸起74、恒阻器前端丝扣75、恒阻器前端固定螺母86、中空注浆杆体76、楔形螺母70、杆体端头丝扣88、含内丝扣的杆体接长套筒87、杆体钻眼83、杆体自钻式钻头82。

所述端口螺帽85为六方螺母，与中空注浆杆体注浆口螺丝扣84连接，在安装恒阻中空注浆锚杆后，进行注浆时，将端口螺帽85拧下，然后将注浆连接器一端与螺丝扣84连接，注浆连接器另一端与注浆泵出浆管接头连接。同时端口螺帽85为六方体，还可以插入锚杆钻机旋转套筒内，在锚杆钻机转动带动下实现中空注浆杆体的旋转，使得中空注浆杆体发挥钻杆的作用。

所述恒阻器为内摩擦式恒阻器，为圆筒状热处理耐摩擦钢管，钢管内部含有摩擦凸起74构造的管体，摩擦凸起74为热处理凸起，内摩擦凸起74与恒阻器管体77为一体式结构，当围岩挤压托盘带动恒阻器向自由空间移动时，中空注浆杆体76的圆台状螺母70在恒阻器内部开始滑动，滑动时圆台状螺母70下端与恒阻器内部摩擦凸起74相互作用，圆台状螺母70下端挤压恒阻器管体77时使得管体扩涨外径变粗，而圆台装螺母70下端与恒阻器内部摩擦凸起74发生摩擦作用，依靠摩擦产生恒抗滑移的恒阻力。恒阻器管体前段含丝扣75，在螺母86拧紧作用下与中空注浆杆体76固定形成整体。

所述中空注浆杆体76采用直径22mm、25mm，材质不低于550MPa的热处理高强左旋螺纹钢管体，管壁厚度1cm；中空杆体采用1.5m一节，每节之间采用丝扣88和套管87连接实现接长，一般采用2-3节接长使用；中空注浆杆体76在恒阻器77之外部分管体上钻有3mm的孔眼83，间距5cm～8cm，孔眼作为注浆液出浆口；中空注浆杆体76前段含有丝扣，自钻式岩石两翼钻头82通过丝扣与中空注浆杆体76相连接，中空注浆杆体76在高强材质提供的高强、高刚作用下，可以发挥钻杆作用，与前端自钻式两翼钻头形成钻机构件，将端口螺帽85直接插入锚杆钻机套筒内，即可实现钻进；对于围岩破碎、软弱，钻孔成孔困难的巷道，可以通过锚杆+自钻式钻头的方式一次性钻进，无须使用钻杆，实现了锚杆与钻杆一体化的设计，大大提高了软弱、破碎围岩的支护效率。

所述的恒阻器77末端外侧含有止浆垫78、恒阻器拱形托盘73、恒阻器套管螺母71。所述的止浆垫78采用橡皮材质，厚度2mm～4mm，位于托盘与岩壁之间，实现对孔口的封堵；恒阻器拱形托盘73实现围岩挤压作用时将压力通过托盘传递给恒阻器套管77，带动恒阻器套管77与中空注浆杆体76实现滑动摩擦作用；恒阻器套管螺母71主要通过专用的安装工装器实现对恒阻器77与中空注浆杆体76的预紧张力作用。

具体安装时，首先将恒阻器套管77采用前段丝扣75和拧紧螺母86，将恒阻器套管固定在第一节中空注浆高强杆体上；然后采用丝扣88和接长套筒87将第二节中空注浆杆体拧紧接长；然后将自钻式钻头82拧紧到第二节中空注浆杆体上；然后将含有恒阻器套管77、自钻式钻头82的两节接长中空注浆杆体当做钻杆使用，将端头螺母85插入锚杆钻机的旋转套筒内，开动锚杆钻机旋转按钮，带动杆体转动，开始在围岩中钻孔，直至杆体、恒阻碍套管均进入到钻孔内，然后卸下锚杆钻机，在外露杆体上安装止浆垫78、恒阻器拱形托盘73、恒阻器螺母球形垫72、恒阻器螺母71，然后采用安装工装器张拉中空杆体，并使用气动扳手对恒阻器套管螺母71实施预紧，固定螺母。全套安装完之后，围岩在恒阻锚杆支护作用下，进入变形期，当围岩变形压力超过恒阻器内楔形螺母70与恒阻器套管内摩擦凸起74之间的摩擦力时，即发生滑移让压。待变形量达到特定值时，则拧开螺母85，采用注浆器一断与丝扣84连接，一端与注浆泵出浆管接头连接，然后打开注浆泵开启阀，注浆浆液由中空注浆杆体76进入钻孔内，最终沿眼孔83流出进入到钻孔内部，并充满钻孔周围的围岩裂隙中，实现对围岩的注浆加固。

因此，一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，实现了恒阻让压支护与注浆于一体的独特功能，初期支护时依靠恒阻装置77和可接长中空注浆杆体76实现高阻让压支护，使围岩在高恒阻作用下适度变形，当变形到一定程度后，及时使用中空注浆杆体76实现对围岩的二次注浆加固，避免了现有的恒阻锚杆和注浆锚杆时使用的麻烦，节约了材料，减小了工程量，还减少打孔对围岩的破坏。

此外，虽然本说明书的按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的实施方式。

Claims (8)

1.一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，包括中空注浆杆体(76)、恒阻器、杆体自钻式钻头(82)、止浆垫(78)和恒阻器拱形托盘(73)；杆体自钻式钻头(82)固定设置在中空注浆杆体(76)的一端，恒阻器套设在中空注浆杆体(76)的另一端的外侧；止浆垫(78)和恒阻器拱形托盘(73)均套设在恒阻器外侧，且止浆垫(78)位于岩壁侧；中空注浆杆体(76)上设置有若干注浆孔(83)。

2.根据权利要求1所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，恒阻器包括楔形螺母(70)、恒阻器摩擦凸起(74)、恒阻器螺母(71)和恒阻器套管(77)；恒阻器套管(77)套设在中空注浆杆体(76)外侧，位于恒阻器套管(77)内侧的中空注浆杆体(76)上螺纹套设有楔形螺母(70)；恒阻器套管(77)一端的外侧螺纹套设有恒阻器螺母(71)，恒阻器螺母(71)能够压紧恒阻器拱形托盘(73)；恒阻器套管(77)内侧壁均匀分布设置有恒阻器摩擦凸起(74)。

3.根据权利要求2所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，恒阻器套管(77)远离恒阻器螺母(71)的端部设置有恒阻器前端丝扣(75)，恒阻器前端丝扣(75)上设置有恒阻器前端固定螺母(86)，通过恒阻器前端固定螺母(86)将恒阻器套管(77)和中空注浆杆体(76)固定。

4.根据权利要求2所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，恒阻器螺母(71)和恒阻器拱形托盘(73)之间设置有恒阻器螺母球形垫(72)。

5.根据权利要求1所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，中空注浆杆体(76)包括中空注浆杆、杆体端头丝扣(88)和含内丝扣的杆体接长套筒(87)；中空注浆杆的端部设置有杆体端头丝扣(88)，若干个中空注浆杆通过含内丝扣的杆体接长套筒(87)固定连接形成中空注浆杆体(76)。

6.根据权利要求5所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，中空注浆杆体(76)采用左旋螺纹钢管体。

7.根据权利要求1所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，自钻式岩石两翼钻头(82)通过丝扣与中空注浆杆体(76)相连接。

8.根据权利要求1所述的一种软岩巷道自钻式中空注浆恒阻锚杆，其特征在于，中空注浆杆体(76)的端部设置有注浆口螺丝扣(84)，注浆口螺丝扣(84)上设置有端口螺帽(85)；止浆垫(78)采用橡皮垫。

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