CN110259493B - 一种全长锚固自钻式锚杆及锚固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全长锚固自钻式锚杆及锚固方法，第一连接轴内沿轴向设置有互不连通的第一通孔和第一环孔，所述第一环孔同轴环设在第一通孔外，所述第一快速接头穿过第一连接轴后连通第一环孔；所述第二连接轴内沿轴向设置有第二通孔，所述第二通孔与第二快速接头连通；所述第二快速接头、第一通孔和第二通孔连通组成用于连通高压水的中间出口通路，第一快速接头和第一环孔组成用于连通低压水的周边出口通路；所述外沿通道连通钢管和杆体之间的间隙，所述中心通道连通钢管的末端，所述钻头连接在钢管的首端。本发明整体安装过程简单，通过锚杆机就可以成功安装锚杆，提高工人操作安全度，减少劳动风险，同时实现了机械化作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚杆支护技术，尤其涉及的是一种全长锚固自钻式锚杆及锚固方法。
背景技术
煤炭作为我国重要的能源之一，仍将持续很长一段时间，煤矿生产必须安全高效，随着煤矿逐步向深部开采，井下地应力逐渐增大，特别是随着煤矿向深部开采，巷道失修越来越严重，对井下巷道的断面影响很大，对矿井的通风、运输、行人等造成严重的安全隐患，必须控制井下巷道的失修。
传统的井下巷道支护采用U型钢、工字钢、锚杆端锚支护等，劳动强度大，支护效果差，不适应煤矿深部开采，U型钢、工字钢支护已逐步淘汰，锚杆的端锚支护也逐步显露弊端，使用人工量多，支护强度不够，工艺复杂，不能实现机械化作业等。
现有锚固锚杆技术安装锚杆需要四步：钻孔、装树脂、安锚杆、旋转锚杆搅拌树脂锚固锚杆，施工步骤多，安装过程慢，工人操作不便；工人劳动强度大；转孔产生碎屑易堵塞锚杆孔；锚固剂搅拌不均衡，难以实现全长锚固；不适合机械化作业等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何简单快速的实现锚杆支护，提供了一种全长锚固自钻式锚杆及锚固方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括双路适配器、分水器和锚杆主体；
所述双路适配器包括第一适配器和第二适配器，所述第一适配器包括第一快速接头和第一连接轴，所述第一连接轴内沿轴向设置有互不连通的第一通孔和第一环孔，所述第一环孔同轴环设在第一通孔外，所述第一快速接头穿过第一连接轴后连通第一环孔；所述第二适配器包括第二快速接头和第二连接轴，所述第二连接轴内沿轴向设置有第二通孔，所述第二通孔与第二快速接头连通；所述第二快速接头、第一通孔和第二通孔连通组成用于连通高压水的中间出口通路，第一快速接头和第一环孔组成用于连通低压水的周边出口通路；
所述分水器包括同轴设置的中心通道和外沿通道；所述中间出口通路连通中心通道，所述周边出口通路连通外沿通道；
所述锚杆主体包括杆体、钢管和钻头；所述杆体中空，所述钢管套设在杆体内，所述外沿通道连通钢管和杆体之间的间隙，所述钢管内装填树脂，所述中心通道连通钢管的末端，所述钻头连接在钢管的首端。
所述第一连接轴和第二连接轴通过连接套螺纹连接。连接套的作用下，两个适配器主体内的连通管连通。
所述第一连接轴和第二连接轴为阶梯轴，所述第一阶梯轴和第二阶梯轴的外端口通过铜制密封圈密封，中间通过橡胶密封圈密封。铜制密封圈能够有效的防止腐蚀，提高寿命，橡胶密封圈耐磨性能好，两种密封圈配合使用，能够有效的防止液体外溢。
所述铜制密封圈的外端依次连接有用于固定和连接的轴承和外壳。轴承连接更加快速方便，外壳能起到固定和保护作用。
所述分水器包括分水端部和连接主体，所述分水端部沿径向设置在连接主体的端部，所述外沿通道和中心通道分别沿分水端部向连接主体延伸，所述外沿通道和中心通道分别位于连接主体的外侧和内壁，所述外沿通道的外壁具有用于连接杆体的外螺纹，所述外沿通道与杆体和钢管的间隙之间形成用于水流动的水槽。杆体的末端搭接在分水端部上，外沿通道将低压水导入到杆体和钢管之间，中心通道将高压水导入到钢管内从而推动树脂。
所述分水器的中心通道与钢管之间设置有用于防止高压水溢出的高压密封圈。
所述钢管的末端设置有活塞，顶端设置有混合器，所述树脂装填于活塞和混合器之间，所述活塞带动树脂移动至混合器处。
所述混合器的一端通过丝扣连接在杆体的顶端，另一端***钢管内，混合器内设置有用于将树脂搅拌均匀的格栅。高压水推动活塞将袋装树脂向首端挤压，通过混合器内的格栅将树脂搅拌混合向外涌出进而锚固围岩。
所述杆体的末端外侧设有设置有预应力螺帽，所述预应力螺帽上设置有销钉。杆体进入煤体或岩体后由于销钉和预应力螺帽的作用实现定位，然后树脂完全锚固后，继续加大锚杆机的扭矩，扭断销钉，预应力螺帽预紧锚杆形成预应力。
一种使用所述的锚杆进行锚固施工方法，包括以下步骤：
(1)锚杆主体旋转进入岩体或煤体，通入低压水，在钻头处进行降温并冲洗钻孔钻屑；
(2)锚杆主体紧贴岩面或煤面时，关闭低压水，打开高压水，将树脂推出锚杆主体，使得锚杆主体与孔壁粘合，形成全长锚固；
(3)树脂锚固完成后，加大锚杆主体上的扭矩，拧断预应力螺帽上的销钉，预应力螺帽预紧锚杆，形成预应力，完成锚固施工。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明整体安装过程简单，通过锚杆机就可以成功安装锚杆，颠覆了传统锚杆施工的过程，只需要将锚杆本体的端部加上分水器和双路适配器，然后将锚杆机机轴加载在双路适配器的端部，锚杆本体钻入岩体的工作过程中，利用低压水能够有效的实现锚杆本体的降温施工，清除碎屑，然后利用高压水将树脂推出锚杆本体，实现全长锚固，整个过程只需要操作锚杆机即可，一步工作，不需要额外打孔装填锚固，提高工人操作安全度，减少劳动风险，同时实现了机械化作业，改变了传统的锚杆支护方式，带来极大的社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是双路适配器的结构示意图；
图3是分水器的结构示意图；
图4是锚杆主体的结构示意图；
图5是混合器和钻头的结构图示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1～5所示，本实施例包括双路适配器、分水器2和锚杆主体3；双路适配器包括第二适配器1、第一适配器4，本实施例的第一适配器4包括第一快速接头41和第一连接轴42，所述第一连接轴42内沿轴向设置有互不连通的第一通孔43和第一环孔44，所述第一环孔44同轴环设在第一通孔43外，所述第一快速接头41穿过第一连接轴42后连通第一环孔44；所述第二适配器1包括第二快速接头11和第二连接轴12，所述第二连接轴12内沿轴向设置有第二通孔13，所述第二通孔13与第二快速接头11连通；所述第二快速接头11、第一通孔43和第二通孔13连通组成用于连通高压水的中间出口通路5，第一快速接头41和第一环孔44组成用于连通低压水的周边出口通路6；
第一连接轴42和第二连接轴12通过连接套7螺纹连接。连接套7内部设置有内螺纹，两个连接轴的对应端部设置有外螺纹，直接螺纹连接，连接套7内可以加装密封圈，防止漏水。在连接套7的作用下，两个适配器主体内的第一通孔43和第二通孔13连通，将第二快速接头11内接入的高压水顺利接入中间出口通路5。
本实施例的第一连接轴42和第二连接轴12都是由阶梯轴制成，可以确保刚度和强度，使用阶梯轴能够使其一端方便接入锚杆机的机轴，另一端***锚杆套筒中。锚杆主体3及分水器2***锚杆套筒与中间出口通路5对准。
所述第一连接轴42和第二连接轴12的外端口通过铜制密封圈8密封，中间通过橡胶密封圈(图中未显示)密封。铜制密封圈8能够有效的防止腐蚀，提高寿命，橡胶密封圈耐磨性能好，两种密封圈配合使用，能够有效的防止液体外溢。
所述铜制密封圈8的外端依次连接有用于固定和连接的轴承9和外壳10。轴承9连接更加快速方便，外壳10能起到固定和保护作用。
本实施例的分水器2包括分水端部21、连接主体22、同轴设置的中心通道23和外沿通道24，所述分水端部21沿径向设置在连接主体22的端部，所述外沿通道24和中心通道23分别沿分水端部21向连接主体22延伸，所述外沿通道24的外壁具有用于连接锚杆主体3的杆体31的外螺纹，所述外沿通道24与杆体31和钢管32的间隙之间形成用于水流动的水槽。水槽内流动低压水，便于在锚杆钻岩时降低钻头的温度，防止过热。
本实施例的锚杆主体3包括杆体31、钢管32和钻头33；所述杆体31中空，所述钢管32套设在杆体31内，所述钢管32的末端设置有活塞34，顶端设置有用于树脂36破袋的混合器35，所述树脂36装填于活塞34和混合器35之间，所述活塞34带动树脂36移动至混合器35处，所述钻头33连接在钢管32的首端，所述钢管32内装填树脂36。本实施例的钢管32为不锈钢管。
所述中间出口通路5连通中心通道23，所述周边出口通路6连通外沿通道24，所述外沿通道24连通钢管32和杆体31之间的间隙，所述中心通道23连通钢管32的末端，杆体31的末端搭接在分水端部21上，外沿通道24将低压水导入到杆体31和钢管32之间，中心通道23将高压水导入到钢管32内从而推动树脂36。
所述分水器2的中心通道23与钢管32之间设置有用于防止高压水溢出的高压密封圈25。
所述混合器35为中空结构，所述混合器35内设置有用于将树脂36搅拌均匀的格栅351，所述混合器35的首端的外端口通过丝扣连接在杆体31的端部，钻头33***混合器33的首端，混合器35的末端***钢管32内。高压水推动活塞34将袋装树脂36向首端挤压，树脂36从混合器35的格栅351搅拌经过挤压至钻头33中孔部分，最后从圆孔流出，如图5中箭头所示。
所述杆体31的末端外侧设有设置有预应力螺帽37，所述预应力螺帽37上设置有销钉38。杆体31进入煤体或岩体后由于销钉38和预应力螺帽37的作用实现定位，然后树脂36完全锚固后，继续加大锚杆机的扭矩，扭断销钉38，预应力螺帽37预紧锚杆形成预应力。
本实施例工作过程如下：
(1)第二适配器1***锚杆机，然后将分水器2和锚杆主体3组装后安装在第一适配器4，打开第一快速接头41，接入低压水，同时关闭第二快速接头11，低压水通过分水器2的外部进入到杆体31与钢管32之间，锚杆主体3旋转进入岩体或煤体，通入低压水，在锚杆主体3外侧降温并冲洗钻孔钻削；
(2)锚杆主体3紧贴岩面或煤面时，停止锚杆机钻进，关闭第一快速接头41，打开第二快速接头11，通入高压水，高压水带动活塞34将树脂36推出锚杆主体3，使得锚杆主体3与孔壁粘合，形成全长锚固；
(3)树脂36锚固完成后，加大锚杆机的扭矩，拧断预应力螺帽37上的销钉38，预应力螺帽37预紧锚杆，形成预应力，完成锚固施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，包括双路适配器、分水器和锚杆主体；
所述双路适配器包括第一适配器和第二适配器，所述第一适配器包括第一快速接头和第一连接轴，所述第一连接轴内沿轴向设置有互不连通的第一通孔和第一环孔，所述第一环孔同轴环设在第一通孔外，所述第一快速接头穿过第一连接轴后连通第一环孔；所述第二适配器包括第二快速接头和第二连接轴，所述第二连接轴内沿轴向设置有第二通孔，所述第二通孔与第二快速接头连通；所述第二快速接头、第一通孔和第二通孔连通组成用于连通高压水的中间出口通路，第一快速接头和第一环孔组成用于连通低压水的周边出口通路；
所述分水器包括同轴设置的中心通道和外沿通道；所述中间出口通路连通中心通道，所述周边出口通路连通外沿通道；
所述锚杆主体包括杆体、钢管和钻头；所述杆体中空，所述钢管套设在杆体内，所述外沿通道连通钢管和杆体之间的间隙，所述钢管内装填树脂，所述中心通道连通钢管的末端，所述钻头连接在钢管的首端；
所述分水器包括分水端部和连接主体，所述分水端部沿径向设置在连接主体的端部，所述外沿通道和中心通道分别沿分水端部向连接主体延伸，所述外沿通道和中心通道分别位于连接主体的外侧和内壁，所述外沿通道的外壁具有用于连接杆体的外螺纹，所述外沿通道与杆体和钢管的间隙之间形成用于低压水流动的水槽。
2.根据权利要求1所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述第一连接轴和第二连接轴通过连接套螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述第一连接轴和第二连接轴为阶梯轴，所述第一阶梯轴和第二阶梯轴的外端口通过铜制密封圈密封，中间通过橡胶密封圈密封。
4.根据权利要求3所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述铜制密封圈的外端依次连接有用于固定和连接的轴承和外壳。
5.根据权利要求4所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述分水器的中心通道的外周设置有用于防止高压水溢出的高压密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述钢管的末端设置有活塞，顶端设置有混合器，所述树脂装填于活塞和混合器之间，所述活塞带动树脂移动至混合器处。
7.根据权利要求6所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述混合器的一端通过丝扣连接在杆体的顶端，另一端***钢管内，混合器内设置有用于将树脂搅拌均匀的格栅。
8.根据权利要求1所述的一种全长锚固自钻式锚杆，其特征在于，所述杆体的末端外侧设有设置有预应力螺帽，所述预应力螺帽上设置有销钉。
9.一种使用如权利要求1～8任一项所述的锚杆进行锚固施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)锚杆主体旋转进入岩体或煤体，通入低压水，在钻头处进行降温并冲洗钻孔钻屑；
(2)锚杆主体紧贴岩面或煤面时，关闭低压水，打开高压水，将树脂推出锚杆主体，使得锚杆主体与孔壁粘合，形成全长锚固；
(3)树脂锚固完成后，加大锚杆主体上的扭矩，拧断预应力螺帽上的销钉，预应力螺帽预紧锚杆，形成预应力，完成锚固施工。
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| CN110259493A (zh) | 2019-09-20 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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