CN103174445B - 一种射孔大头注浆恒阻锚杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开矿用巷道支护装备中一种射孔大头注浆恒阻锚杆，此产品主要包括：爆破射孔装置、O型封孔药卷装置、高压注浆装置、恒阻变形装置、加长检测装置和延长锚索装置。本发明利用上述部件形成一种射孔大头注浆恒阻锚杆构造，利用爆破射孔装置在锚杆端头射孔欲裂，再利用O型封孔药卷装置对锚杆中部或任意合理位置封孔锚固，再利用高压注浆装置注浆在锚杆端头形成大头注浆锚杆，同时锚杆中部设有恒阻变形装置、尾部设有加长检测装置和端头设有延长锚索装置；解决了现有锚杆端头圆锥受力结构、不能变形性和检测仪器不能回收问题。此射孔大头注浆恒阻锚杆具有恒阻变形性、检测仪器可回收和锚杆端头大头的梯台受力结构优点，增强锚杆支护的组合拱强度。

Description

一种射孔大头注浆恒阻锚杆

技术领域

本发明涉及支护装备中一种射孔大头注浆恒阻锚杆。

背景技术

锚网支护方式广泛应用于矿井，锚网索联合支护方式逐渐替代现有架棚支护方式，而且松动圈理论、锚网形成组合拱受力结构已经成熟；但随着采深增加和软岩问题锚杆端头锚固后锚固岩体提前破损支护失效现象时常出现。现有锚网支护锚杆受力增加，会出现锚固岩体破损失效问题和锚杆受力圆锥漏斗结构变小降低组合拱强度问题。大采深高应力锚网支护、软岩锚网支护和破碎煤岩体锚网支护的特殊应用环境现有的锚网支护很难适应，开发一种适用上述特殊环境的使用的锚杆，此锚杆应具有增加锚固力、增大锚固面积、增强组合拱强度、高压注浆性和恒阻变形的特点；同时在受到冲击地压时可以恒阻变形泄压，为矿井安全生产提供保障。

发明内容

针对现有锚网支护技术的缺陷，本发明的目的是提供一种射孔大头注浆恒阻锚杆的产品。

本发明提供的一种射孔大头注浆恒阻锚杆技术方案特征是：射孔大头注浆恒阻锚杆主要包括爆破射孔装置、O型封孔药卷装置、高压注浆装置、恒阻变形装置、加长检测装置和延长锚索装置。

优选地，所述爆破射孔装置为轴向端铁、固定杆、径向射孔套、弹子、倒钩和起爆药品组成的径向聚能爆破的弹子射孔结构；在松软煤岩层或破碎软岩中径向聚能爆破，使径向射孔套上的弹子具有高速动能，利用高速弹子射孔形成锚（索）杆头部大面积接触的注浆孔洞。

优选地，所述O型封孔药卷装置为上O型搅拌皮碗、下O型搅拌皮碗和O型封孔药卷组成的中空O型封孔药卷结构；对钻孔内有锚（索）杆障碍物的Ｏ型孔尾部封堵，以便高压注浆前封堵钻孔尾部。

优选地，所述恒阻变形装置为外套管、O型树脂变形套和楔头拉杆组成的恒阻变形固体活塞结构；外套管和楔头拉杆形成活塞结构，Ｏ型树脂变形套在其中间起到固体介质作用，在恒阻变形装置受到额定拉力时，固体活塞结构的Ｏ型树脂变形套固体介质形变恒阻泄压，保证恒阻变形装置在固体活塞结构作用下稳定持续的恒阻泄压。

优选地，所述加长检测装置为垫套、加长连杆、挡板和螺母组成的辅助检测仪表安装拆卸的加长支架结构；加长连杆连接于锚杆尾部，垫套、挡板和检测仪表依次套装于加长连杆上，垫套和挡板支撑起恒阻锚杆托盘，加长连杆拉紧恒阻锚杆尾部同时螺母旋紧压在检测仪表上，保证检测仪表安装滞后恒阻锚杆安装，避免掘进过程中围岩扰动和锚杆失效对检测数据影响。

优选地，所述延长锚索装置为螺纹连接锚索的延长恒阻锚杆结构；在锚索尾部设置螺纹结构，连接形成锚索延长的恒阻锚杆。

本发明的射孔大头注浆恒阻锚杆的产品，解决了现有普通锚杆在高应力、软岩和破碎岩体的复杂地质条件下支护强度低的问题。现有普通锚杆在上述地质条件下，锚杆常压锚固、锚固面积小受力增加时会出现小锚固面积煤岩体破损失效或受力圆锥漏斗变小组合拱强度下降；冲击力作用于锚杆时锚杆不能变形致使支护整体失效，同时锚杆尾部安装的整体检测装置安全回收困难。开发一种适用矿井特殊环境的使用的锚杆，此锚杆应具有增加锚固力、增大锚固面积、增强组合拱强度、高压注浆性和恒阻变形的特点；同时在受到冲击地压时可以恒阻变形泄压，尾部安装的检测装置为加长安全可回收结构。其优点如下：

1、射孔大头注浆恒阻锚杆通过爆破射孔装置在锚杆端头(破碎煤岩体内)形成爆破射孔裂隙或孔洞，再通过O型封孔药卷装置封堵钻孔尾部和高压注浆装置在端头破碎煤岩体（软岩）内形成大头锚固锚杆,增加锚固受力面积在松软岩层(软岩)内部形成受力锚固大头体，使原有小接触面积的圆锥漏斗受力结构变为大端头大面积的梯台受力结构，增加组合拱厚度提高支护整体强度；

2、上述装置可以与普通锚杆配合使用达到大头高压注浆锚杆效果，同时O型封孔药卷装置调节中空O型封孔药卷为发泡剂可以封堵锚杆钻孔，起到隔绝瓦斯、堵水和防止风化的作用；

3、射孔大头注浆恒阻锚杆的恒阻变形装置的固体活塞结构可以有效缓冲冲击力，保证缓冲变形后支护的完整性和支护强度恒阻性；

4、射孔大头注浆恒阻锚杆的加长检测装置可以在锚（索）杆尾部螺纹或螺纹锚索压瓣上加长，将检测仪表套装到加长连杆上检测受力情况，回收过程拆卸加长连杆螺母后原有锚杆螺母锁紧锚杆，杜绝回收仪器过程锚杆失效、锚杆受力过大螺母弹出伤人和检测仪表损坏无法更换等问题，同时此装置可以与普通锚（索）杆配合使用达到锚杆安全检测、回收和更换的效果；

5、射孔大头注浆恒阻锚杆的延长锚索装置可以在恒阻变形装置端头加装延长锚索，形成恒阻变形锚索，提高锚杆锚固范围和支护整体强度。

附图说明

图1是本发明所示射孔大头注浆恒阻锚杆的整体示意图；

图2是本发明所示爆破射孔装置的示意图；

图3是本发明所示O型封孔药卷装置和高压注浆装置的示意图；

图4是本发明所示恒阻变形装置的示意图；

图5是本发明所示加长检测装置的示意图；

图6是本发明所示锚网支护效果对比示意图。

具体实施方式

结合图1、2、3、4、5和6，本发明提供的射孔大头注浆恒阻锚杆的产品技术特征如下：

射孔大头注浆恒阻锚杆主要包括爆破射孔装置（101）、O型封孔药卷装置（102）、高压注浆装置（103）、恒阻变形装置（104）、加长检测装置（105）和延长锚索装置（107）。

所述爆破射孔装置（101）为轴向端铁（201）、固定杆（202）、径向射孔套（203）、弹子（204）、倒钩（205）和起爆药品（206）组成的径向聚能爆破的弹子射孔结构；在松软煤岩层或破碎软岩中径向聚能爆破，使径向射孔套（203）上的弹子（204）具有高速动能，利用高速弹子（204）射孔形成锚（索）杆（106）头部大面积接触的注浆孔洞。

所述O型封孔药卷装置（102）为上O型搅拌皮碗（301）、下O型搅拌皮碗（302）和O型封孔药卷（303）组成的中空O型封孔药卷结构；对钻孔内有锚（索）杆（106）障碍物的Ｏ型孔尾部封堵，以便高压注浆前封堵钻孔尾部, O型封孔药卷（303）分装树脂药剂，套装在锚（索）杆（106）外部，利用锚（索）杆（106）旋转和上O型搅拌皮碗（301）、下O型搅拌皮碗（302）上搅拌刀片使O型封孔药卷（303）分装树脂药剂混合均匀封堵钻孔尾部。尾部封堵后的钻孔通过高压注浆装置（103）进行高压注浆施工。

所述恒阻变形装置（104）为外套管（401）、O型树脂变形套（402）和楔头拉杆（403）组成的恒阻变形固体活塞结构；外套管（401）和楔头拉杆(403)形成活塞结构，Ｏ型树脂变形套(402)在其中间起到固体介质作用，在恒阻变形装置(104)受到额定拉力时，固体活塞结构的Ｏ型树脂变形套(402)固体介质形变恒阻泄压，保证恒阻变形装置(104)在固体活塞结构作用下稳定持续的恒阻泄压。

所述加长检测装置（105）为垫套(501)、加长连杆(502)、挡板(503)和螺母(504)组成的辅助检测仪表(505)安装拆卸的加长支架结构;加长连杆(502)连接于锚杆尾部，垫套(501)、挡板(503)和检测仪表(505)依次套装于加长连杆(502)上，垫套(501)和挡板(503)支撑起恒阻锚杆托盘，加长连杆(502)拉紧恒阻锚杆尾部同时螺母(504)旋紧压在检测仪表(505)上，保证检测仪表(505)安装滞后恒阻锚杆安装，避免掘进过程中围岩扰动和锚杆失效对检测数据影响。

所述延长锚索装置（107）为螺纹连接锚(索)杆（106）的延长恒阻锚杆结构；在锚（索）杆（106）尾部设置螺纹结构，连接形成锚索延长的恒阻锚杆。

实施方式一

射孔大头注浆恒阻锚杆通过爆破射孔装置（101）在松软煤岩层或破碎软岩中径向聚能爆破，使径向射孔套（203）上的弹子（204）具有高速动能，利用高速弹子（204）射孔形成锚（索）杆（106）头部大面积接触的注浆孔洞，再通过O型封孔药卷装置（102）对钻孔内有锚（索）杆（106）障碍物的Ｏ型封堵，对锚（索）杆（106）端头、中部或尾部任意合理地点进行高强度锚固封口密闭，再利用预留高压注浆装置（103）在端头破碎煤岩体（软岩）内高压注浆形成大头锚固锚杆，使原有小接触面积的圆锥漏斗受力结构（601）变为大端头大面积的梯台受力结构（602），增加组合拱受力厚度提高支护整体强度（如图6所示）。上述爆破射孔装置（101）和O型封孔药卷装置（102）可以与普通锚（索）杆配合使用达到大头高压注浆锚杆效果，同时O型封孔药卷装置（102）调节O型封孔药卷（303）为发泡剂可以封堵锚杆钻孔，起到隔绝瓦斯、堵水和防止风化的作用。

实施方式二

射孔大头注浆恒阻锚杆的加长检测装置（105）通过加长连杆（502）连接到恒阻锚杆尾部螺纹或螺纹锚索压瓣上加长，螺纹连接处套上垫套（501）后，将检测仪表（505）套装到加长连杆上盖上挡板（503）旋紧螺母（504）检测受力情况，回收过程拆卸加长连杆（502）上的螺母（504）后原有锚杆螺母锁紧锚杆（原有锚索压瓣锁紧锚索），杜绝回收检测仪表（505）过程锚杆失效、锚杆受力过大螺母弹出伤人和检测仪表（505）损坏无法更换等问题，同时此加长检测装置（105）可以与普通锚（索）杆配合使用达到检测仪表（505）安全检测、回收和更换的效果，保证检测仪表（505）安装滞后锚杆安装，避免掘进过程中围岩扰动和锚杆失效对检测数据影响。

实施方式三

射孔大头注浆恒阻锚杆的固体活塞结构的恒阻变形装置（104）通过外套管（401）锚固于基岩上，楔头拉杆（403）尾部通过金属网、托盘和螺母形成锚网支护，在受到冲击力时，O型树脂变形套（402）固体介质受力恒阻变形泄压，可以有效缓冲冲击力，保证缓冲变形后支护的完整性和支护强度恒阻性；软岩支护过程中可以恒定阻力大变形为支护体提供持久形变支护效果。同时射孔大头注浆恒阻锚杆的端部为螺纹锚索连接结构组成延长锚索装置（107）可以加装延长锚（索）杆（106），形成恒阻变形锚索，提高锚杆锚固范围和支护整体强度。

本领域技术人员可以理解，尽管本发明是通过上述的优选实施行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (1)

1.一种射孔大头注浆恒阻锚杆，其特征在于：

a、射孔大头注浆恒阻锚杆包括爆破射孔装置、O型封孔药卷装置、高压注浆装置、恒阻变形装置、加长检测装置和延长锚索装置；

b、所述爆破射孔装置为轴向端铁、固定杆、径向射孔套、弹子、倒钩和起爆药品组成的径向聚能爆破的弹子射孔结构；

c、所述O型封孔药卷装置为上O型搅拌皮碗、下O型搅拌皮碗和O型封孔药卷组成的中空O型封孔药卷结构；

d、所述恒阻变形装置为外套管、O型树脂变形套和楔头拉杆组成的恒阻变形固体活塞结构；

e、所述加长检测装置为垫套、加长连杆、挡板和螺母组成的辅助检测仪表安装拆卸的加长支架结构；

f、所述延长锚索装置为螺纹连接锚索的延长恒阻锚杆结构。