CN105221170A - 破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法，锚注装置包括注浆软管（4）、进浆球阀（3）和注浆套管（2），注浆软管（4）和注浆套管（2）通过进浆球阀（3）进行连接，所述注浆套管（2）头部设置有环形丝扣（2A），在注浆套管（2）头部与巷道壁面之间的位置设置有从管体内腔通至管体外周的出浆孔（2B），所述出浆孔（2B）位于注浆套管（2）的管壁内并沿注浆套管（2）的圆周方向及头部位置布置。发明破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法所采用的注浆套管可以重复利用，有效避免了采用专门注浆锚杆带来的成本高效率低的缺点，同时使已经失效的锚杆重新发挥了支护功能。

Description

破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体地说涉及一种破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法，主要用于节理化破碎岩体巷道打设锚杆时由于岩石太碎而致使锚杆无法打设，或者由于岩体非常破碎端锚锚固效果差的情况，为节理化破碎岩体巷道安全支护提供技术保障。

背景技术

在煤矿井下的节理化破碎岩体巷道施工过程中，由于围岩中存在各种弱面，导致围岩极度破碎，钻孔时又对其进行了二次破坏，当用钻机钻孔结束后将钻杆从孔内抽出后，会出现两种情况：一是锚固剂送入钻孔的过程中，破碎的岩块会不同程度地挤入钻孔而导致锚固剂难以送到指定位置，结果是锚杆最终无法进入钻孔指定位置形成锚固；二是锚固剂虽然送入，但送入锚固剂过程持续的时间稍长，破碎的岩块又大量挤入到钻孔内，导致锚杆打入的深度还未达到要求的深度就难以再送入，同样锚杆不能有效旋转混合锚固剂导致锚杆无法形成锚固。这两者都会延误巷道支护时间，从而无法即时对巷道进行支护，本来就非常破碎的岩体得不到及时支护，会引起后期巷道的持续变形。另一方面，节理化破碎岩体巷道围岩强度极低，除锚杆锚固外，非常需要及时进行注浆加固以增加围岩的强度，实现锚杆支护体系与围岩共同承载的目的。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有节理化破碎岩体树脂锚杆锚固技术的缺陷，本发明提供一种破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法，旨在解决节理化破碎岩体无法进行锚杆打设的问题和树脂锚杆端锚锚固效果差的问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明使用的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置，包括注浆软管、进浆球阀和注浆套管，注浆软管和注浆套管通过进浆球阀进行连接，所述注浆套管头部设置有环形丝扣，在注浆套管头部与巷道壁面之间的位置设置有从管体内腔通至管体外周的出浆孔，所述出浆孔位于注浆套管的管壁内并沿注浆套管的圆周方向及头部位置布置。

作为本发明的优选方案，所述注浆套管采用Ф30mm、长度500mm、厚度10mm的无缝不锈钢管制成。

作为本发明的优选方案，所述进浆球阀型号为Ф30mm。

作为本发明的优选方案，所述环形丝扣的径向厚度为10mm、内径为20mm、外径为30mm、丝扣长度150mm。

本发明破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法包括以下步骤：

步骤一：选择巷道岩体节理化破碎程度很高的地点，同时树脂锚杆锚固失效较多的地段，将失效的锚杆首先强行砸入钻孔内，将注浆套管头部的环形丝扣与失效的锚杆的丝扣螺纹连接，然后采用风动凿岩机平稳旋转安装注浆套管；所述注浆套管***钻孔内的深度不小于400mm，在注浆套管孔口四周用柔性材料缠绕再用道钉打紧上牢；

步骤二：对注浆套管外漏部分处设置临时保护铁罩防止下一步喷浆将其覆盖；

步骤三：对巷道进行全断面喷射混凝土层，以封闭围岩；

步骤四：调制注浆浆液，采用浆液搅拌桶搅拌配制，按比例加入水泥，水泥要粗筛去除杂质，然后放搅拌容器内，混合搅拌均匀；

步骤五：待混凝土层凝固至要求强度后，采用气动注浆泵将搅拌均匀的浆液进行注浆，注浆终压为1Mpa；注浆时先缓慢打开注浆泵的供风阀门进行注浆，注浆过程中注意压力表的变化情况，当压力表达到1MPa并稳定时，先关闭注浆泵，再关闭注浆套管处的进浆球阀；

步骤六：注浆结束40min后待所注的浆液初凝后，卸下注浆套管；

步骤七：注浆24h后在锚杆上安装托盘和紧固螺母，并使其扭矩达到80Nm。

作为本发明的优选方案，所述临时保护铁罩为150mm×150mm的四方铁盒。

作为本发明的优选方案，所述喷射混凝土层要求强度不低于C15，厚度不低于50mm。

作为本发明的优选方案，所述注浆浆液为单液水泥浆，水泥采用P.O32.5，水灰比为0.7：1。

作为本发明的优选方案，所述在对失效的锚杆上旋转安装注浆套管时采用YTP-28型风动凿岩机进行安装，使用风压为0.4～0.65MPa，使用水压为0.2～0.4MPa。

作为本发明的优选方案，注浆时采用2ZBQ-30/3型气动注浆泵进行注浆，注浆量为60L/min；注浆前先把注浆设备、阀门、高压注浆管路连接好，快速接头连接牢固，确认***连接准确、安全可靠后，开始注浆。

本发明所取得的有益效果是：

本发明破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法所采用的注浆套管可以重复利用，有效避免了采用专门注浆锚杆带来的成本高效率低的缺点，同时使已经失效的锚杆重新发挥了支护功能，注浆套管的头部设置有出浆孔，注浆套管的头部为径向厚度为10mm，内径为20mm，外径为30mm的丝扣，这样它可以沿着失效锚杆的径向实现旋转进入钻孔并达到预定注浆深度，同时在注浆后，对破碎岩体进行加固而增强了围岩的强度，注浆结束后，卸下注浆套管，在失效锚杆的尾部用托盘、紧固螺母固定，可以使失效锚杆二次利用，实现支护体系与围岩共同承载的目的。本发明的节理化破碎岩体塞孔锚杆加套管的锚注方法，解决了节理化破碎岩体巷道打注锚杆困难，部分锚杆无法用锚固剂进行锚固的缺陷，为节理化破碎岩体巷道有效支护提供技术保障，使节理化岩体的节理裂隙被充实，破碎岩体被粘结在一起，增加围岩强度，并使失效的锚杆实现全长锚固，重新发挥其支护效能。

附图说明

图1为本发明注浆加固浆液扩散示意图。

图2为本发明锚注装置的结构示意图。

图3为本发明锚注装置侧视图。

图4为本发明锚注装置环形丝扣横截面图。

图5为本发明锚注装置轴截面图。

图6为本发明的注浆***示意图。

具体实施方式

如附图所示，本发明是针对于节理发育岩体钻孔后，容易塌孔，树脂锚固剂8无法塞到钻孔指定位置，或者锚固剂8塞进钻孔后，锚杆1无法锚固到位，造成锚固失效的问题而研制的。

本发明破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置，包括注浆软管4、进浆球阀3和注浆套管2，注浆软管4和注浆套管2通过进浆球阀3进行连接，所述注浆套管2头部设置有环形丝扣2A，在注浆套管2头部与巷道壁面之间的位置设置有从管体内腔通至管体外周的出浆孔2B，所述出浆孔2B位于注浆套管2的管壁内并沿注浆套管的圆周方向及头部位置布置。

注浆时，浆液从注浆软管4通过进浆球阀3的控制进入到注浆套管2内，再从位于注浆套管2前部的出浆孔2B注出。注出的浆液进入节理化破碎岩体内并扩散到周围一定范围内，使节理化岩体的节理裂隙9被充实，岩体被重新粘结在一起，增加围岩强度，并使失效的锚杆1实现全长锚固，重新发挥其支护效能。

所述注浆套管2采用Ф30mm、长度500mm、厚度为10mm的无缝不锈钢管制成，进浆球阀3型号为Ф30mm，环形丝扣2A的径向厚度为10mm、内径为20mm、外径为30mm、丝扣长度150mm，出浆孔2B为五花状的出浆孔。

本发明破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置及锚注方法，包括以下步骤：

步骤一：选择巷道岩体节理化破碎程度很高的地点，同时锚杆失效较多的地段，将树脂锚固失效的锚杆1首先强行砸入钻孔内，将注浆套管2头部的环形丝扣2A与失效的锚杆1的丝扣螺纹连接，然后采用风动凿岩机平稳旋转安装注浆套管2，所述在对失效的锚杆1上旋转安装注浆套管2时采用YTP-28型风动凿岩机进行安装，使用风压为0.4～0.65MPa，使用水压为0.2～0.4MPa，注浆套管2***钻孔5内的深度不小于400mm，在注浆套管2孔口四周用柔性材料缠绕再用道钉打紧上牢；

步骤二：对注浆套管2外漏部分处设置临时保护铁罩防止下一步喷浆将其覆盖，所述临时保护铁罩为150mm×150mm的四方铁盒；

步骤三：对巷道进行全断面喷射混凝土层，以封闭围岩，所述喷射混凝土层要求强度不低于C15，厚度不低于50mm；

步骤四：调制注浆浆液，如图3所示，采用浆液搅拌桶11搅拌配制，在搅拌桶11内设置有搅拌叶轮18，搅拌叶轮18的输入端与搅拌电机10相连接，再按比例加入水泥，水泥要粗筛去除杂质，然后放搅拌容器内，具体为，启动搅拌电机10带动搅拌叶轮18转动，使搅拌桶11内的水泥和水混合搅拌均匀，搅拌好后控制调节阀门12，使搅拌桶11内的浆液进入到出浆管13内，再通过出浆管13进入到过滤缸14内并通过位于过滤缸14内的过滤网15进行过滤，然后启动注浆泵17，将过滤后的浆液引入到注浆软管4，从而进行注浆，所述注浆浆液为单液水泥浆，水泥采用P.O32.5，水灰比为0.7：1；

步骤五：待混凝土层凝固至要求强度后，采用气动注浆泵17将搅拌均匀的浆液进行注浆,注浆时采用2ZBQ-30/3型气动注浆泵17进行注浆，注浆量为60L/min；注浆前先把注浆设备、阀门、高压注浆管路连接好，快速接头连接牢固，确认***连接准确、安全可靠后，开始注浆，注浆终压为1Mpa；注浆时先缓慢打开注浆泵17的供风阀门进行注浆，注浆过程中注意压力表的变化情况，当压力表达到1MPa并稳定时，先关闭注浆泵17，再关闭注浆套管处的进浆球阀3；

步骤六：注浆结束40min后待所注的浆液初凝后，卸下注浆套管2，注浆过程一定要保持连续性，禁止间隔注浆；

步骤七：注浆24h后在锚杆上安装托盘6和紧固螺母7，并使其扭矩达到80Nm。

本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。还须明确的是，除在本文中有明确的定义外，诸如字典中通常定义的术语应该解释为在本说明书以及相关技术的语境中可具有一致的意思，而不应解释的理想化或过分形式化。公知的功能或结构处于简要和清楚地考虑或不再赘述。

Claims (10)

1.一种破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置，其特征在于：包括注浆软管（4）、进浆球阀（3）和注浆套管（2），注浆软管（4）和注浆套管（2）通过进浆球阀（3）进行连接，所述注浆套管（2）头部设置有环形丝扣（2A），在注浆套管（2）头部与巷道壁面之间的位置设置有从管体内腔通至管体外周的出浆孔（2B），所述出浆孔（2B）位于注浆套管（2）的管壁内并沿注浆套管（2）的圆周方向及头部位置布置。

2.根据权利要求1所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置，其特征在于：所述注浆套管（2）采用Ф30mm、长度500mm、厚度10mm的无缝不锈钢管制成。

3.根据权利要求1所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置，其特征在于：所述进浆球阀（3）型号为Ф30mm。

4.根据权利要求1所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置，其特征在于：所述环形丝扣（2A）的径向厚度为10mm、内径为20mm、外径为30mm、丝扣长度150mm。

5.根据权利要求1所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置的锚注方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：选择巷道岩体节理化破碎程度很高的地点，同时锚杆失效较多的地段，将进行树脂锚固失效的锚杆（1）首先强行砸入钻孔（5）内，再将注浆套管（2）头部的环形丝扣（2A）与失效的锚杆（1）的丝扣螺纹连接，然后采用风动凿岩机平稳旋转安装注浆套管（2）；所述注浆套管（2）***钻孔（5）内的深度不小于400mm，在注浆套管（2）孔口四周用柔性材料缠绕再用道钉打紧上牢；

步骤二：对注浆套管（2）外漏部分处设置临时保护铁罩，防止下一步喷浆将其覆盖；

步骤三：对巷道进行全断面喷射混凝土层，以封闭围岩；

步骤四：调制注浆浆液，采用浆液搅拌桶（11）搅拌配制，再按比例加入水泥，水泥要粗筛去除杂质，然后放搅拌容器内，混合搅拌均匀；

步骤五：待混凝土层凝固至要求强度后，采用气动注浆泵将搅拌均匀的浆液进行注浆，注浆终压为1Mpa；注浆时先缓慢打开注浆泵的供风阀门进行注浆，注浆过程中注意压力表的变化情况，当压力表达到1MPa并稳定时，先关闭注浆泵（17），再关闭注浆套管（2）处的进浆球阀（3）；

步骤六：注浆结束40min后待所注的浆液初凝后，卸下注浆套管（2）；

步骤七：注浆24h后在锚杆（1）上安装托盘（6）和紧固螺母（7），并使其扭矩达到80N·m。

6.根据权利要求5所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置的锚注方法，其特征在于：所述临时保护铁罩为150mm×150mm的四方铁盒。

7.根据权利要求5所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置的锚注方法，其特征在于：所述喷射混凝土层要求强度不低于C15，厚度不低于50mm。

8.根据权利要求5所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置的锚注方法，其特征在于：所述注浆浆液为单液水泥浆，水泥采用P.O32.5，水灰比为0.7：1。

9.根据权利要求5所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置的锚注方法，其特征在于：所述在对失效的锚杆上旋转安装注浆套管时采用YTP-28型风动凿岩机进行安装，使用风压为0.4～0.65MPa，使用水压为0.2～0.4MPa。

10.根据权利要求5所述的破碎围岩树脂锚固加套管全长水泥浆锚注装置的锚注方法，其特征在于：注浆时采用2ZBQ-30/3型气动注浆泵进行注浆，注浆量为60L/min；注浆前先把注浆设备、阀门、高压注浆管路连接好，快速接头连接牢固，确认***连接准确、安全可靠后，开始注浆。