CN109944620A - 树脂锚杆的安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂锚杆的安装工艺，包括如下工序：a、选用旋转接头和锚杆，b、通过钻孔设备(18)钻锚杆孔，并清理孔内壁使其满足要求；c、将锚固剂包(6)放置在锚杆中空的杆体(3)内，并将锚杆***锚杆孔内；d、将旋转接头的转轴(10)一端部与锚杆杆体(3)一端可拆卸连接，再将高压水管(19)与旋转接头的注入孔(131)连接，并打开高压水管(19)阀门直至锚固完成；e、再将旋转接头的转轴(10)另一端与钻孔设备(18)的输出端连接；f、启动钻孔设备(18)预紧锚杆。本工序可实现锚固剂均匀混合、锚固以及预紧一体，解决了现有树脂锚杆安装工序复杂、对安装人员技术要求高、失效多等问题。

Description

树脂锚杆的安装工艺

技术领域

本发明公开了一种树脂锚杆的安装工艺，属于树脂锚杆安装技术领域。

背景技术

现有的树脂锚杆主要包括杆体、托盘、螺母等构件，杆体外壁设置有螺纹，托盘和螺母依次套设在杆体上，且螺母与杆体螺纹连接。而起粘结锚固作用的材料为锚固剂，树脂锚固剂由树脂胶泥和固化剂两部分分割包装成卷形的锚固剂包，混合后能使杆体与被锚固体煤、岩粘结在一起。同时由于锚杆的基本原理是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持其稳定，现有的煤矿巷道锚杆支护施工工艺主要流程如下:施工锚杆孔，安装锚固剂，搅拌树脂锚固剂，预紧螺母。而锚杆孔通常由人工操作锚杆钻机施工，或采用凿岩机施工，锚固剂安装通常由人工完成，由于锚固剂表皮薄，向岩层孔内安装时易损坏失效，锚杆钻机带动锚杆杆体旋转搅拌药卷工程中，由于树脂药卷多、顶板成孔差、机具扭矩不高等因素影响，锚杆安装时也容易失效，且职工操作比较困难，作业时容易出现顶板事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有树脂锚杆安装工序复杂，对安装人员技术要求高，失效多等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是树脂锚杆的安装工艺，包括如下工序：

a、选用旋转接头和锚杆，

旋转接头包括转轴、套管和转动密封组件，转轴和套管通过转动密封组件转动密封连接，且转轴内部设置有注浆通孔，注浆通孔包括连通的径向孔和轴向孔，径向孔远离轴向孔的一端延伸出转轴外壁，轴向孔为盲孔结构，一端延伸至转轴端面，套管上设置有注入孔，且注入孔与注浆通孔的径向孔可连通；

锚杆，所述锚杆包括杆体和锚头，杆体为管状结构，锚头包括锥形钻孔部和管状固定部，固定部与杆体的一端可拆卸连接，且固定部外壁截面为台阶状结构，固定部的大端与钻孔部的大端连成一体，固定部的大端外壁上设置有若干锚固剂通孔，且锚固剂通孔与固定部内部连通；

b、通过钻孔设备钻锚杆孔，并清理孔内壁使其满足要求；

c、将锚固剂包放置在锚杆中空的杆体内，并将锚杆***锚杆孔内；

d、将旋转接头的转轴设置有注浆通孔的端部与锚杆杆体远离锚头端可拆卸连接，且使注浆通孔与杆体内部连通，再将高压水管与旋转接头的套管上设置的注入孔连接，并打开高压水管阀门直至锚固完成；

e、再将旋转接头的转轴另一端与钻孔设备的输出端连接；

f、启动钻孔设备预紧锚杆。

其中，上述工序中步骤b中的钻孔设备为为锚杆钻机。

其中，上述工序中所述步骤a中旋转接头的转动密封组件包括包括左轴套、右轴套、轴承、第一密封环和第二密封环，所述转轴为阶梯轴结构，且中部为凸字形结构的连接部，注浆通孔的径向孔开口端设置在连接部中部的外壁上，第一密封环和第二密封环套设在连接部中部两侧台阶面上，且第一密封环和第二密封环的外壁均与套管内壁贴合，第一密封环和第二密封环外侧的台阶面上均套设有轴承，左轴套和右轴套设置在两侧轴承的外侧并可与套管可拆卸连接。

其中，上述工序中所述步骤a中旋转接头的转轴内部的注浆通孔为十字型结构，且注浆通孔的径向孔贯穿整个转轴，转动转轴可使得注入孔的轴线与注入通孔的径向孔轴线重合。

其中，上述工序中所述步骤a中旋转接头的套管上的注入孔外端设置有快速接头。

其中，上述工序中所述步骤a中旋转接头的套管两端设置有连接螺纹，且两端的连接螺纹旋向相反，左轴套和右轴套内部均设置有适配的连接螺纹，使得左轴套和右轴套分别与套管螺纹连接。

其中，上述工序中所述步骤a中旋转接头转轴上的连接部与套管内壁的间距为5至20mm。

其中，上述工序中所述步骤a中锚杆锚头的固定部内部空腔中设置有混合器。

其中，上述工序中所述步骤a中锚杆的杆体内腔还设置有活塞，且活塞远离锚头端外壁上设置有环形凹槽，凹槽内设置有橡胶圈。

其中，上述工序中步骤a中的锚头的钻孔部小端外侧壁为钻头结构。

本发明的有益效果是：本装置实际使用时，先将锚固剂包装入杆体的内部空腔，并将锚杆整体放置于满足要求的锚杆孔内，同时将旋转接头的转轴设置有注浆通孔的端部与锚杆的杆体远离锚头端可拆卸连接，再将高压水直接与注入孔连通，高压水经注入孔和注浆通孔沿转轴轴向流入杆体，继而推动锚固剂包，挤压锚固剂包使锚固剂从固定部再从锚固剂通孔流出，使得锚固剂连续当托盘直接与围岩接触后，填充至与锚头、杆体外壁和围岩的间隙，实现锚固剂均匀混合和锚固。再将旋转接头的转轴另一端与钻孔设备的输出端连接，启动钻孔设备可实现螺母的预紧作用。本工序简化了传统树脂锚杆安装方式，取消了锚固剂安装、搅拌和等工序，实现了树脂锚杆的安全快速安装。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明锚杆全剖结构示意图；

图3为本发明锚头全剖结构示意图；

图4为本发明锚杆杆体全剖结构示意图；

图5为本发明活塞全剖结构示意图。

图中标记为：1是螺母，2是活塞，3是杆体，31是管螺纹，4是混合器，5是锚头，51 是连接部，511是锚固剂通孔，512是外螺纹，52是钻孔部，6是锚固剂包，7是托盘，8是橡胶圈,9是注浆通孔，10是转轴，101是连接部，11是右轴套，12是第二密封环，13是套管，131是注入孔，14是快速接头，15是第一密封环，16是轴承，17是左轴套，18是锚杆钻机，19是高压水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1至图5所示，本发明的树脂锚杆的安装工艺，包括如下工序：

a、选用旋转接头和锚杆，

旋转接头包括转轴10、套管13和转动密封组件，转轴10和套管13通过转动密封组件转动密封连接，且转轴10内部设置有注浆通孔9，注浆通孔9包括连通的径向孔和轴向孔，径向孔远离轴向孔的一端延伸出转轴10外壁，轴向孔为盲孔结构，一端延伸至转轴10端面，套管13上设置有注入孔131，且注入孔131与注浆通孔9的径向孔可连通；

锚杆，所述锚杆包括杆体3和锚头5，杆体3为管状结构，锚头5包括锥形钻孔部52和管状固定部51，固定部51与杆体3的一端可拆卸连接，且固定部51外壁截面为台阶状结构，固定部51的大端与钻孔部52的大端连成一体，固定部51的大端外壁上设置有若干锚固剂通孔511，且锚固剂通孔511与固定部51内部连通；

b、通过钻孔设备钻锚杆孔，并清理孔内壁使其满足要求；

c、将锚固剂包6放置在锚杆中空的杆体3内，并将锚杆***锚杆孔内；

d、将旋转接头的转轴10设置有注浆通孔9的端部与锚杆杆体3远离锚头5端可拆卸连接，且使注浆通孔9与杆体3内部连通，再将高压水管19与旋转接头的套管13上设置的注入孔131连接，并打开高压水管19阀门直至锚固完成；

e、再将旋转接头的转轴10另一端与钻孔设备的输出端连接；

f、启动钻孔设备预紧锚杆。本领域技术人员能够理解的是，本装置将旋转接头的转轴 10设置有注浆通孔9的端部与锚杆的杆体3远离锚头5端可拆卸连接，保持注浆通孔9与杆体3内部连通。同时优选杆体3的一端与锚头5的固定部51连接，而杆体3和锚头5的固定部51均为管状结构，固定部51外壁上设置有锚固剂通孔511，杆体3一端与固定部51连接后，可使得杆体3、固定部51和锚固剂通孔511内部连通。实际使用时，通过钻孔设备钻锚杆孔，并清理使其满足要求，再将锚固剂包6装入杆体3的内部空腔后将整一锚杆放置在锚杆孔内，再将旋转接头的转轴10设置有注浆通孔9的端部与锚杆的杆体3远离锚头5端可拆卸连接，同时将高压水管19直接与注入孔131连通，高压水经注入孔131和注浆通孔9沿转轴10轴向流入杆体3，继而推动锚固剂包6，挤压锚固剂包6使锚固剂从固定部51再从锚固剂通孔511流出，使得锚固剂连续填充至与锚头5、杆体3外壁和围岩的间隙，可通过高压水来推动锚固剂包6实现锚固的目的。锚固完成后在将旋转接头转轴10的另一端与钻孔设备的输出轴端连接，并保持钻孔设备转动，使得托盘7与围岩壁紧密接触，实现螺母1的预紧作用。同时由于锚固剂通孔511设置在固定部51上，且固定部51的一端应与杆体3一端连接，故未不影响锚固剂通孔511的正常使用，本装置优选固定部51为阶梯轴结构，且径向剖面使得固定部51的外壁为台阶状结构。为了进一步使得锚固剂均匀分布在锚头5和杆体3外壁上，可优选锚固剂通孔511数量为2至8个，且均匀设置。

优选的，上述工序中所述步骤b中的钻孔设备为为锚杆钻机18。本领域技术人员能够理解的是，本装置只是优选钻孔设备为为锚杆钻机18，方便与旋转接头的转轴10连接来提供钻孔需要的转动动力。

优选的，上述工序中所述步骤a中旋转接头的转动密封组件包括包括左轴套17、右轴套 11、轴承16、第一密封环15和第二密封环12，所述转轴10为阶梯轴结构，且中部为凸字形结构的连接部101，注浆通孔9的径向孔开口端设置在连接部101中部的外壁上，第一密封环15和第二密封环12套设在连接部101中部两侧台阶面上，且第一密封环15和第二密封环12的外壁均与套管13内壁贴合，第一密封环15和第二密封环12外侧的台阶面上均套设有轴承16，左轴套17和右轴套11设置在两侧轴承16的外侧并可与套管13可拆卸连接。本领域技术人员能够理解的是，本工序只是优选转轴10中部为凸字形结构的连接部101，且整个转轴10为阶梯轴，故在转轴10的的连接部101中部两侧的台阶面上对称套设有第一密封环 6和第二密封环3，而第一密封环6和第二密封环3的外壁直接可与套管4内壁紧密贴合实现轴向密封；为了减小磨损，本装置优选在第一密封环15和第二密封环12外侧的阶梯轴上套设轴承16，第一密封环15和第二密封环12设置在套管13的两端，同时通过调节第一密封环15和第二密封环12的间距，来实现施加一个轴向作用力来将转轴10的中部设置在套管 13内，从而实现转轴10与套管13的密封转动。同时本装置的转轴10与套管13转动连接，而由于套管13上设置有注入孔131，而在转轴10内部设置注浆通孔9，而本装置的目的是实现钻锚一体化，高压水的主要作用是推动锚固剂实现锚固，故转轴1的连接部11中部外壁应与套管13内壁存在一定的间隙，便于高压水的进入。

优选的，上述工序中所述步骤a中旋转接头的转轴内部的注浆通孔9为十字型结构，且注浆通孔9的径向孔贯穿整个转轴10，转动转轴10可使得注入孔131的轴线与注入通孔9 的径向孔轴线重合。本领域技术人员能够理解的是，为了保证高压水的进水量，本装置优选注浆通孔9为十字型结构，使得径向孔整个贯穿转轴10，也即是贯穿连接部101，使得注浆通孔9两侧可进高压水保持推动锚固剂包6所需动力。

优选的，上述工序中所述步骤a中旋转接头的套管上的注入孔131外端设置有快速接头 14。本领域技术人员能够理解的是，为了方便注入孔131与高压水管19连接，故本装置优选在注入孔131的外端部设置有快速接头14，进而缩短注入孔131和高压水管19的连接时间，缩短整个锚固周期。

优选的，上述工序中所述步骤a中旋转接头的套管13两端设置有连接螺纹，且两端的连接螺纹旋向相反，左轴套17和右轴套11内部均设置有适配的连接螺纹，使得左轴套17和右轴套11分别与套管13螺纹连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置为了使旋转接头运行时，结构更加稳固。故优选在套管13的两端设置旋向相反的连接螺纹，同时在左轴套17 和右轴套11连接端设置分别与其两端部适配的连接螺纹，使得套管13端部可分别与左轴套 17和右轴套11螺纹连接；同时这种反向螺纹的设置可有效防止高压水的反作用力直接作用在套管13上，使得套管13转动而造成左轴套17或右轴套11一端松动。可进一步优选左轴套17和右轴套11的截面结构为U形，为了便于转轴10穿出，进一步优选底端中部设置有供转轴10穿出的通孔。

优选的，上述工序中所述步骤a中旋转接头转轴上的连接部101与套管13内壁的间距为 5至20mm。本领域技术人员能够理解的是，为了便于高压水顺利从注入孔131沿连接部101 和套管13之间的间隙流入转轴10内部，避免憋压的情况。故本装置优选连接部101与套管 13内壁的间距为5至20mm，也即是转轴10的最大直径处与套管13内壁的间距为5至20mm。

优选的，上述工序中所述步骤a中锚杆锚头的固定部51内部空腔中设置有混合器4。本领域技术人员能够理解的是，由于锚固剂主要包括树脂胶泥和固化剂两部分，且平时是分开包装的只有使用时才混合，为了使得的上述两种混合均匀，故本装置优选在固定部51内部空腔中设置有混合器4，使得混合器4直接可卡入固定部51内部，可进一步优选混合器4为静态混合器4。

优选的，上述工序中所述步骤a中锚杆的杆体内腔还设置有活塞2，且活塞2远离锚头5 端外壁上设置有环形凹槽，凹槽内设置有橡胶圈8。本领域技术人员能够理解的是，本工序中只是进一步优选还设置有活塞2，通过挤压活塞2使得锚固剂包6中的锚固剂混合后可顺利从杆体3流至固定部51再从锚固剂通孔511流出，实现锚固的目的。为了防止锚固剂反向溢出，可优选在活塞2上设置有环形凹槽，通过在环形凹槽内套入橡胶圈8来实现密封的目的。而实际操作中往往需要将注入孔131与高压水管19连通，通过高压水来推动活塞2实现锚固剂包6中的锚固剂组分混合并与围岩锚固的目的。

优选的，上述工序中步骤a中的锚头5的钻孔部52小端外侧壁为钻头结构。本领域技术人员能够理解的是，本装置只是优选步骤a中的锚头5的钻孔部52小端外侧壁为钻头结构，使得整个工序可通过锚杆和钻孔设备的输出轴直接连接来完成打孔.使得实际使用时，只需将钻孔设备、旋转接头和锚杆连接，即可完成钻锚一体化。具体是锚固剂包6装入杆体3的内部空腔后，再将钻孔设备的输出轴与旋转接头的转轴10未设置注浆通孔9端连接，再将旋转接头的转轴10设置有注浆通孔9的端部与锚杆的杆体3远离锚头5端可拆卸连接，同时将高压水管19直接与注入孔131连通；启动钻孔设备通过钻孔部52的钻头结构实现打锚杆孔和放置锚杆的目的，再打开高压水管19的阀门，实现锚固的目的，再次启动钻孔设备实现锚杆预紧，进而实现钻锚预紧一体化的目的。

Claims (10)

1.树脂锚杆的安装工艺，其特征在于包括如下工序：

a、选用旋转接头和锚杆，

旋转接头包括转轴(10)、套管(13)和转动密封组件，转轴(10)和套管(13)通过转动密封组件转动密封连接，且转轴(10)内部设置有注浆通孔(9)，注浆通孔(9)包括连通的径向孔和轴向孔，径向孔远离轴向孔的一端延伸出转轴(10)外壁，轴向孔为盲孔结构，一端延伸至转轴(10)端面，套管(13)上设置有注入孔(131)，且注入孔(131)与注浆通孔(9)的径向孔可连通；

锚杆，所述锚杆包括杆体(3)和锚头(5)，杆体(3)为管状结构，锚头(5)包括锥形钻孔部(52)和管状固定部(51)，固定部(51)与杆体(3)的一端可拆卸连接，且固定部(51)外壁截面为台阶状结构，固定部(51)的大端与钻孔部(52)的大端连成一体，固定部(51)的大端外壁上设置有若干锚固剂通孔(511)，且锚固剂通孔(511)与固定部(51)内部连通；

b、通过钻孔设备钻锚杆孔，并清理孔内壁使其满足要求；

c、将锚固剂包(6)放置在锚杆中空的杆体(3)内，并将锚杆***锚杆孔内；

d、将旋转接头的转轴(10)设置有注浆通孔(9)的端部与锚杆杆体(3)远离锚头(5)端可拆卸连接，且使注浆通孔(9)与杆体(3)内部连通，再将高压水管(19)与旋转接头的套管(13)上设置的注入孔(131)连接，并打开高压水管(19)阀门直至锚固完成；

e、再将旋转接头的转轴(10)另一端与钻孔设备(18)的输出端连接；

f、启动钻孔设备(18)预紧锚杆。

2.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤b中的钻孔设备为为锚杆钻机(18)。

3.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中旋转接头的转动密封组件包括包括左轴套(17)、右轴套(11)、轴承(16)、第一密封环(15)和第二密封环(12)，所述转轴(10)为阶梯轴结构，且中部为凸字形结构的连接部(101)，注浆通孔(9)的径向孔开口端设置在连接部(101)中部的外壁上，第一密封环(15)和第二密封环(12)套设在连接部(101)中部两侧台阶面上，且第一密封环(15)和第二密封环(12)的外壁均与套管(13)内壁贴合，第一密封环(15)和第二密封环(12)外侧的台阶面上均套设有轴承(16)，左轴套(17)和右轴套(11)设置在两侧轴承(16)的外侧并可与套管(13)可拆卸连接。

4.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中旋转接头的转轴内部的注浆通孔(9)为十字型结构，且注浆通孔(9)的径向孔贯穿整个转轴(10)，转动转轴(10)可使得注入孔(131)的轴线与注入通孔(9)的径向孔轴线重合。

5.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中旋转接头的套管上的注入孔(131)外端设置有快速接头(14)。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中旋转接头的套管(13)两端设置有连接螺纹，且两端的连接螺纹旋向相反，左轴套(17)和右轴套(11)内部均设置有适配的连接螺纹，使得左轴套(17)和右轴套(11)分别与套管(13)螺纹连接。

7.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中旋转接头转轴上的连接部(101)与套管(13)内壁的间距为5至20mm。

8.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中锚杆锚头的固定部(51)内部空腔中设置有混合器(4)。

9.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：所述步骤a中锚杆的杆体内腔还设置有活塞(2)，且活塞(2)远离锚头(5)端外壁上设置有环形凹槽，凹槽内设置有橡胶圈(8)。

10.如权利要求1所述的树脂锚杆的安装工艺，其特征在于：步骤a中的锚头(5)的钻孔部(52)小端外侧壁为钻头结构。