CN106089273A - 一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆。它包括主锚杆杆体、副锚杆杆体和尾锚杆杆体、让压注浆连接件、恒阻让压杆、可伸缩输浆软管及注浆指示器；所述的主锚杆杆体一端依次与安装锚杆垫板、托盘和紧固螺母紧固连接，主锚杆杆体的另一端、让压注浆连接件、恒阻让压杆、让压注浆连接件、副锚杆杆体、让压注浆连接件、恒阻让压杆、让压注浆连接件以及尾锚杆杆体依次通过螺纹连接于一体，可伸缩输浆软管用于让压注浆连接件中水眼和恒阻让压杆中水眼连接。本发明能够对深部巷道具有分区破裂现象的围岩进行独立、多点恒阻让压控制，不容易出现应力集中拉断锚杆的现象，对分区破裂巷道具有很好的支护效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种多点让压注浆锚杆，特别涉及一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆。
背景技术
随着浅部资源的日益减少及人类生活空间的逐渐拓展，许多在建和规划中的地下工程不断走向深部；目前国内外矿产资源开采的地下巷道、交通建设的地下隧道及水电开发的地下洞室等都达到了千米上的深度。对于煤矿深部地下工程而言，随着采深的增加，地应力越来越大，巷道围岩处于高应力、高渗透压、高温和受采动影响的恶劣条件下，导致深部洞室的破坏和变形也越来越严重，并出现了多个破裂区和完整区逐次交替的分区破裂现象。
如何控制和支护深部巷道围岩一直是深部煤矿工程施工和巷道支护设计所面临的问题，锚杆作为地下工程最有效的支护工具被广泛应用于各种深井巷道，实践也证明其对巷道围岩的控制起到了积极的作用。但深部分区破裂情况复杂，而目前采用最广的松动圈支护理论设计只把围岩破坏分为塑性区和弹性区两部分，如果采用松动圈理论进行支护，在实践中支护设计和参数选择会发生很大的变化，难以达到维护巷道围岩稳定的作用。
目前，针对分区破裂巷道主要采用复合支护的方式（如锚喷网+注浆、锚喷网索、锚喷网索+U型钢／钢管砼、卸压孔+联合支护等）。以上复合支护方式中均需采取锚杆支护的方式，其中注浆锚杆也被不断采用，然而目前的锚杆在分区破裂巷道使用时还有诸多的问题：
1、对于一般的注浆锚杆，如专利CN201520411862.3该注浆锚杆可以进行多重让压却无法进行分区让压，不适用于分区破裂巷道；2、围岩分区破裂具有较强的时间效应，要求对于注浆的时机一定要把握好，过早或过晚都不利，然而目前的注浆锚杆均难以准确获得围岩支护的最佳时期；3、深部巷道围岩分区破裂的范围往往较广，一般的锚杆加固范围难以达到锚固要求。4、现在针对分区破裂的注浆多采用长短结合注浆管或中空分段螺旋式注浆锚杆，但长短结合注浆管需要的钻孔较多，中空分段螺旋式注浆锚杆无法根据现场具体情况调整注浆孔的位置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆，包括主锚杆杆体、副锚杆杆体和尾锚杆杆体、让压注浆连接件、恒阻让压杆、可伸缩输浆软管及注浆指示器；所述的主锚杆杆体一端依次与安装锚杆垫板、托盘和紧固螺母紧固连接，主锚杆杆体的另一端、让压注浆连接件、恒阻让压杆、让压注浆连接件、副锚杆杆体、让压注浆连接件、恒阻让压杆、让压注浆连接件以及尾锚杆杆体依次通过螺纹连接于一体，可伸缩输浆软管用于让压注浆连接件中水眼和恒阻让压杆中水眼连接，让压注浆连接件和恒阻让压杆中间还装有位移传感器，位移传感器通过导线将信号传输到注浆指示器。
上述的用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆中，所述的让压注浆连接件包括环形护壳、空心管、外卡环，所述环形护壳固定在空心管上，且其一端有一对管缝；空心管一侧为螺纹端，用来与锚杆端连接，空心管中间部位有一对管缝，管缝一直延伸到环形护壳内部，恰好与环形护壳管缝契合；空心管一段内部为波纹状内表面，与恒阻让压杆波纹状表面相匹配。
上述的用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆中，所述的恒阻让压杆两端均有波纹状外表面，中间部位为注浆段，开有若干个注浆孔，所述注浆孔与所述恒阻让压杆内部水眼相通，所述水眼为注浆液流通管道；所述的恒阻让压杆具有波纹状的两端分别套于两空心管内；所述恒阻让压杆两侧最外端为光滑圆柱表面，光滑圆柱表面有一对卡件，其宽度较空心管管缝宽度略小，高度高于空心管外表面略低于套在空心管上的环形护壳。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、能够对深部巷道具有分区破裂现象的围岩进行独立、多点让压控制，且让压为恒阻让压，不易如弹簧等让压原件容易出现应力集中拉断锚杆的现象，很好的适应了分区破裂巷道变形的特点；
2、围岩分区破裂具有较强的时间效应，要求对于注浆的时机一定要把握好，过早或过晚都不利，利用位移传感器提供的锚杆被拉伸情况可以有效的对每个破裂分区进行适时的注浆加固。
3、深部巷道围岩分区破裂的范围往往较广，利用多段副杆体和让压注浆连接件的组合可以自由调整注浆锚杆的长度，且安装方便，在巷道范围狭窄的地区也可使用。
4、在探明分区破裂范围的情况下，可以选取不同长度的副杆体与让压注浆连接件组合，能够准确的对破裂区进行注浆。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中杆体与让压注浆连接件连接部位剖面图。
图3为本发明中让压连接件的结构图。
图4为本发明中图3的 A-A剖面图。
图5为本发明中恒阻让压杆示意图。
图6为发明中图5的B-B剖面图。
图7为本发明恒阻让压杆与让压注浆连接件连接处的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：
如图1所示，一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆，包括锚杆杆体1、让压注浆连接件2、恒阻让压杆3、可伸缩输浆软管4及注浆指示器5。
如图1、2所示，锚杆杆体1包括主锚杆杆体14，副锚杆杆体15和尾锚杆杆体16，主锚杆杆体14一端用于安装锚杆垫板13，托盘12和紧固螺母11等，另一端可以与让压注浆连接件2通过螺纹连接；副锚杆杆体15可以有若干个，两端均通过内螺纹与让压注浆连接件2连接；尾锚杆杆体16只有一端有内螺纹与让压注浆连接件2连接。
如图3、4所示，让压注浆连接件2包括环形护壳21、空心管26、外卡环22。其中外卡环22用于卡住环形护壳21不向外侧移动，环形护壳21固定在空心管26上，且其一端有一对管缝23；空心管26一侧为螺纹端25，用来与锚杆端连接，空心管26中间部位有一对管缝，管缝一直延伸到环形护壳21内部，恰好与环形护壳管缝23契合；空心管26一段内部为波纹状内表面24，能与恒阻让压杆3波纹状表面33相匹配。
如图5、6所示，恒阻让压杆3两端均有波纹状外表面33，环形护壳21能提供较大的径向压力，在围岩变形时，空心管26与恒阻让压杆3产生相对滑移并逐渐增大摩擦阻力，相对位移超过一个或几个波段之后应力卸载，环形护壳21回弹并始终保持一定的径向压力，从而使锚杆周期性增大摩擦阻力以实现让压作用。中间部位为注浆段，开有若干个注浆孔32，注浆孔32与恒阻让压杆3内部水眼34相通，其中水眼34为注浆液流通管道；恒阻让压杆3用来连接两让压注浆连接件2，其中具有波纹状的两端分别套于两空心管26内；恒阻让压杆3两侧最外端为光滑圆柱表面，光滑圆柱表面有一对卡件31，其宽度较空心管管缝23宽度略小，高度高于空心管26外表面略低于套在空心管26上的环形护壳21。
如图7所示，可伸缩输浆软管4用于让压注浆连接件2中水眼35和恒阻让压杆3中水眼34的连接，连接方式为螺纹41（或其他方式如卡销等），可伸缩输浆软管4为可折叠式，可以随着恒阻让压杆3的外移而伸长。特别的，在让压注浆连接件2和恒阻让压杆3中间还装有位移传感器42，位移传感器42通过导线将信号传输到注浆指示器5上。
注浆指示器5可以将位移传感器42上的信号数据做相关转换，当让压注浆连接件2被拉伸到设定的长度时，对应的指示器灯会闪烁，此时可以根据实际情况判断是否进行注浆处理。
本发明的使用方法如下：
使用方法一：
首先在巷道围岩中钻出与让压注浆锚杆外径一致的钻孔，清理钻孔，然后根据设计要求组装好让压注浆锚杆，将其和多卷锚固剂药卷一起送入钻孔中，进行全长锚固，在让压注浆锚杆外露端安装锚杆托盘12和垫板13，拧上紧固螺母11，并按照设计要求施加预紧力，将连接各位移传感器42的导线引出连接到注浆指示器5上；
由于进行了全长锚固，当围岩某部分开始发生分区破裂变形时，锚固剂会随之破裂，此时破裂区会发生膨胀变形，导致离破裂区最近的让压注浆连接件2被拉伸，由于让压注浆锚杆是恒阻让压，可以防止巷道围岩发生冲击地压，当拉升的距离达到设定的值时，恒阻让压杆3中间部分的注浆孔32会露出来，对应的注浆指示器5的灯也会闪烁，此时可以选择连接注浆设备进行注浆操作。
使用方法二：
首先在巷道围岩中钻出与让压注浆锚杆外径一致的钻孔，清理钻孔，然后根据现场窥测的巷道围岩破裂区组装好让压注浆锚杆并将注浆孔32外露，将注浆锚杆送入钻孔中，连接注浆设备进行注浆操作，待注浆液凝结后，在让压注浆锚杆外露端安装锚杆托盘12和垫板13，拧上紧固螺母11，并按照设计要求施加预紧力，完成分区注浆的操作。
以上具体实例仅为本发明一种较好的例子，但并非本发明内容的全部，一切在本发明精神范围内所做的等同变换，都将在在本发明的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆，其特征在于：包括主锚杆杆体、副锚杆杆体和尾锚杆杆体、让压注浆连接件、恒阻让压杆、可伸缩输浆软管及注浆指示器；所述的主锚杆杆体一端依次与安装锚杆垫板、托盘和紧固螺母紧固连接，主锚杆杆体的另一端、让压注浆连接件、恒阻让压杆、让压注浆连接件、副锚杆杆体、让压注浆连接件、恒阻让压杆、让压注浆连接件以及尾锚杆杆体依次通过螺纹连接于一体，可伸缩输浆软管用于让压注浆连接件中水眼和恒阻让压杆中水眼连接，让压注浆连接件和恒阻让压杆中间还装有位移传感器，位移传感器通过导线将信号传输到注浆指示器。
2.根据权利要求1所述的用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆，其特征在于：所述的让压注浆连接件包括环形护壳、空心管、外卡环，所述环形护壳固定在空心管上，且其一端有一对管缝；空心管一侧为螺纹端，用来与锚杆端连接，空心管中间部位有一对管缝，管缝一直延伸到环形护壳内部，恰好与环形护壳管缝契合；空心管一段内部为波纹状内表面，与恒阻让压杆波纹状表面相匹配。
3.根据权利要求1所述的用于深部分区破裂巷道支护的多点让压注浆锚杆，其特征在于：所述的恒阻让压杆两端均有波纹状外表面，中间部位为注浆段，开有若干个注浆孔，所述注浆孔与所述恒阻让压杆内部水眼相通，所述水眼为注浆液流通管道；所述的恒阻让压杆具有波纹状的两端分别套于两空心管内；所述恒阻让压杆两侧最外端为光滑圆柱表面，光滑圆柱表面有一对卡件，其宽度较空心管管缝宽度略小，高度高于空心管外表面略低于套在空心管上的环形护壳。
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