CN109595019A - 一种高压注浆与锚固一体化的锚杆及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压注浆与锚固一体化的锚杆及其使用方法，包括杆体，杆体设置有连续的外螺纹，杆体设置有出浆孔，出浆孔贯穿杆体并与杆体的内部连通，杆体的右端头设置有锚固剂，杆体的左端设置有注浆囊袋，注浆囊袋的左侧的杆体上穿设有垫片、托盘和螺母，螺母的内螺纹与杆体的外螺纹相匹配；杆体连接有高压泵，高压泵连接有储浆罐，高压泵可以将储浆罐中的浆液打入杆体内，注浆囊袋对巷道顶板的钻孔进行封孔，浆液通过杆体上的出浆孔进入钻孔内，并迅速进入巷道顶板的破碎部分，加固巷道顶板。本发明实现了锚固和高压注浆工作的一体化，提高了煤矿井下大断面巷道支护的工作效率和安全性。
Description
技术领域
本发明属于煤矿巷道支护技术领域，具体涉及了一种高压注浆与锚杆一体化的锚杆及其使用方法。
背景技术
煤炭作为我国的主体能源，在我国一次能源消费中所占的比例大约为60%，在开采煤炭的同时更加要注重井下的安全生产。锚杆支护在煤矿井下的应用相对比较广泛，锚杆支护可以增加巷道围岩的稳定性，减少对巷道维护的工程量。目前，我国很多的矿井都已经进入到了深部开采阶段，此时，矿压显现更加剧烈，并且顶板破碎比较严重，高地温、高压岩溶水等复杂环境，使得巷道的支护变得更加困难。处于深部开采阶段的煤矿井下的大断面掘进巷道，采用传统锚杆支护时巷道的变形相对比较严重，同时，巷道支护的成本还会增加。巷道的反复扩修不仅会影响掘进工作的速度，还会对煤矿的安全生产带来影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高压注浆与锚杆一体化的锚杆及其使用方法，很好地解决了传统锚杆支护变形严重、成本高及影响巷道掘进工作的速度和安全。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：包括水平放置的杆体，杆体呈圆柱形且为中空结构，杆体的左右两端连通，杆体从左端面到右端面的外圆周面设置有连续的外螺纹，杆体设置有出浆孔，所述的出浆孔贯穿杆体并与杆体的内部连通，杆体的右端头设置有锚固剂，杆体的左端设置有注浆囊袋，注浆囊袋的左侧的杆体上穿设有垫片、托盘和螺母，垫片、托盘和螺母从右到左依次排列；所述的托盘呈圆盘形，托盘的中部向左凸起且呈圆球形，所述的螺母的内螺纹与杆体的外螺纹相匹配；
所述的注浆囊袋包括第一封孔袋、第二封孔袋、连接管和压力阀，第一封孔袋和第二封孔袋均呈圆环形，第一封孔袋设置有进口，进口与杆体左端的出浆孔连接，第一封孔袋和第二封孔袋之间设置连接管，压力阀设置于连接管的中部。
所述的杆体采用42号高强度无缝钢管。
所述的42号高强度无缝钢管的长度为1000mm，外径为25mm，壁厚为8mm。
所述的42号高强度无缝钢管加工外螺纹后进行热处理。
所述的外螺纹为圆弧形螺纹。
所述的出浆孔设置多个，且从杆体右端至杆体左端呈等间距立体交错布置。
所述的锚固剂为药卷型锚固剂。
一种高压注浆与锚固一体化的锚杆的使用方法，首先在巷道顶板使用钻机打孔，把锚固剂固定在杆体的右端头，然后把杆体安置在预先打好的钻孔中，并利用钻机带动杆体转动将锚固剂送至钻孔底部；待锚固剂达到锚固强度之后，安装与杆体配套的垫片、托盘和螺母，并旋紧螺母，杆体的左端连接到高压泵，高压泵连接到储浆罐，储浆罐中有浆液，高压泵工作将浆液注入杆体内，注浆囊袋内通过注浆孔不断填充浆液，当注浆囊袋的压力阀达到压力极限时，压力阀自动打开，使浆液流出，对钻孔进行封孔，进入杆体内的浆液通过杆体的出浆孔进入钻孔内，带压的浆液迅速地填充到巷道顶板的破碎部分。
所述的高压泵的注浆压力为7～8MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：锚杆的杆体的右端的锚固剂可以固定杆体，并利用外力旋紧螺母对杆体进行紧固，通过高压泵将浆液输送至杆体中，带压水泥浆液可以充分进入到巷道顶板的破碎围岩中，使得顶板围岩破碎部分得到充分加固，注浆囊袋起到对钻孔的封孔作用，保证高压注浆作业的实现。本发明实现了锚固和高压注浆工作的一体化，简化了施工工艺，降低了成本，保证了巷道顶板的稳定性和可靠性，提高了煤矿井下大断面巷道支护的工作效率和安全性。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为图1的局部放大图。
图中：1、钻孔；2、杆体；3、锚固剂；4、注浆囊袋；5、垫片；6、托盘；7、螺母；8、连接管道；9、高压泵；10、阀门；11、储浆罐；12、出浆孔；41、第一封孔袋；42、第二封孔袋；43、连接管；44、压力阀；45、进口。
具体实施例
如图1-图2所示，本发明所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，包括水平放置的杆体2，杆体2呈圆柱形且为中空结构，杆体2的左右两端连通，杆体2从左端面到右端面的外圆周面设置有连续的外螺纹，杆体设置有出浆孔12，所述的出浆孔12贯穿杆体2并与杆体2的内部连通，杆体2的右端头设置有药卷型锚固剂3，杆体2的左端设置有注浆囊袋4，注浆囊袋4的左侧的杆体上穿设有垫片5、托盘6和螺母7，垫片5、托盘6和螺母7从右到左依次排列；所述的托盘6呈圆盘形，托盘6的中部向左凸起且呈圆球形，所述的螺母7的内螺纹与杆体2的外螺纹相匹配；
所述的注浆囊袋4包括第一封孔41袋、第二封孔袋42、连接管43和压力阀44，第一封孔袋41和第二封孔袋42均呈圆环形，第一封孔袋41设置有进口45，进口45与杆体2左端的出浆孔12连接，第一封孔袋41和第二封孔袋42之间设置连接管43，压力阀44设置于连接管43的中部。
所述的杆体2采用42号高强度无缝钢管，并且在钢管加工所述的外螺纹后进行热处理，去应力，保证强度；钢管的长度设置为1000mm，外径为25mm，壁厚为8mm。
所述的出浆孔12在杆体2上设置有多个，并且从杆体2右端至杆体2左端呈等间距立体交错布置，且杆体2左端最后的出浆孔12与第一封孔袋41的进口45相连接，可以在注浆时使浆液快速地进入巷道顶板的裂缝中，保证施工质量；
所述的外螺纹采用圆弧形螺纹，圆弧形螺纹传动效率高，传动平稳，加快了施工效率。
上述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆的使用方法，首先在巷道顶板使用钻机打孔，把锚固剂3固定在杆体2的右端头，然后把杆体2安置在预先打好的钻孔1中，并利用钻机带动杆体2转动将锚固剂3送至钻孔1底部；待锚固剂3达到锚固强度之后，安装与杆体2配套的垫片5、托盘6和螺母7，并旋紧螺母7，杆体2的左端通过连接管道8连接到高压泵9，高压泵9通过连接管道8连接到储浆罐11，高压泵9和储浆罐11之间的连接管道8设置有阀门10，储浆罐11中有浆液，高压泵9工作将浆液注入杆体2内，高压泵9的注浆压力为7～8MPa，注浆囊袋4内通过注浆孔12不断填充浆液，当注浆囊袋4的压力阀44达到压力极限时，压力阀44自动打开，使浆液流出，对钻孔1进行封孔，进入杆体2内的浆液通过杆体2的出浆孔12进入钻1孔内，带压的浆液迅速地填充到巷道顶板的破碎部分。
总之，本发明锚杆的杆体2的右端的锚固剂3可以固定杆体2，并利用外力旋紧螺母7对杆体2进行紧固，通过高压泵9将浆液输送至杆体2中，带压水泥浆液可以充分进入到巷道顶板的破碎围岩中，使得顶板围岩破碎部分得到充分加固，注浆囊袋4起到对钻孔1的封孔作用，保证高压注浆作业的实现。本发明实现了锚固和高压注浆工作的一体化，简化了施工工艺，降低了成本，保证了巷道顶板的稳定性和可靠性，提高了煤矿井下大断面巷道支护的工作效率和安全性。
Claims (9)
1.一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：包括水平放置的杆体，杆体呈圆柱形且为中空结构，杆体的左右两端连通，杆体从左端面到右端面的外圆周面设置有连续的外螺纹，杆体设置有出浆孔，所述的出浆孔贯穿杆体并与杆体的内部连通，杆体的右端头设置有锚固剂，杆体的左端设置有注浆囊袋，注浆囊袋的左侧的杆体上穿设有垫片、托盘和螺母，垫片、托盘和螺母从右到左依次排列；所述的托盘呈圆盘形，托盘的中部向左凸起且呈圆球形，所述的螺母的内螺纹与杆体的外螺纹相匹配；
所述的注浆囊袋包括第一封孔袋、第二封孔袋、连接管和压力阀，第一封孔袋和第二封孔袋均呈圆环形，第一封孔袋设置有进口，进口与杆体左端的出浆孔连接，第一封孔袋和第二封孔袋之间设置连接管，压力阀设置于连接管的中部。
2.根据权利要求1所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的杆体采用42号高强度无缝钢管。
3.根据权利要求2所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的42号高强度无缝钢管的长度为1000mm，外径为25mm，壁厚为8mm。
4.根据权利要求2所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的42号高强度无缝钢管加工外螺纹后进行热处理。
5.根据权利要求1所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的外螺纹为圆弧形螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的出浆孔设置多个，且从杆体右端至杆体左端呈等间距立体交错布置。
7.根据权利要求1所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的锚固剂为药卷型锚固剂。
8.上述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆的使用方法，其特征在于：首先在巷道顶板使用钻机打孔，把锚固剂固定在杆体的右端头，然后把杆体安置在预先打好的钻孔中，并利用钻机带动杆体转动将锚固剂送至钻孔底部；待锚固剂达到锚固强度之后，安装与杆体配套的垫片、托盘和螺母，并旋紧螺母，杆体的左端通过连接管道连接到高压泵，高压泵通过连接管道连接到储浆罐，储浆罐中有浆液，高压泵工作将浆液注入杆体内，注浆囊袋内通过注浆孔不断填充浆液，当注浆囊袋的压力阀达到压力极限时，压力阀自动打开，使浆液流出，对钻孔进行封孔，进入杆体内的浆液通过杆体的出浆孔进入钻孔内，带压的浆液迅速地填充到巷道顶板的破碎部分。
9.根据权利要求8所述的一种高压注浆与锚固一体化的锚杆，其特征在于：所述的高压泵的注浆压力为7～8MPa。
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