[發明專利]一種預應力鉆錨注錨索及支護方法

有效

• 申請號: 201310321525.0
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103382847A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 馬占國;趙國貞;張帆;龔鵬;張彥坤;蘇海;張金亮;陳黎東;馬云靖
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種預應力鉆錨注錨索及支護方法，尤其適用于礦山、隧道、地下工程中松散破碎圍巖、極軟巖層、高應力破碎圍巖及大埋深煤巷的鉆錨注支護。

背景技術

錨索支護以其錨固半徑大、錨固力強、加固范圍廣等特點在礦山、隧道、地下工程的松散破碎圍巖、極軟巖層、高應力破碎圍巖及大埋深煤巷支護過程中起著重要作用。錨索支護是通過在圍巖中安裝錨索形成錨固體來加固圍巖，提高圍巖承載能力。通常錨索支護需要進行遠距離及超遠距離支護打設較深的鉆孔來安裝錨索，但是在一些松散破碎圍巖、極軟巖層、高應力破碎圍巖及大埋深煤巷中進行錨索鉆孔施工時，由于圍巖松散、破碎、應力大等原因，容易出現鉆眼停機后塌孔的現象，致使錨索無法安裝。針對此種情況，目前較常用的是錨注支護技術，鉆孔、錨固、注漿等工序分開進行，施工繁瑣。因此需要設計一種在鉆眼后桿體不用拔出，同時又能對圍巖進行實時膠結，還可以進行緊固張拉的鉆錨注一體的錨索及支護技術，此錨索及其支護技術不僅可以提高圍巖的自承能力，同時又為錨索提供可靠的著力基礎，實現對松散破碎圍巖、極軟巖層、高應力破碎圍巖及大埋深煤巷等復雜條件下圍巖的鉆錨注支護效果。

發明的內容

技術問題：本發明的目的是克服已有技術中的不足，提供一種結構簡單、成本低、易施工、支護效果好的預應力鉆錨注錨索及支護方法。

技術方案：本發明的預應力鉆錨注錨索，包括中空注漿錨索、依次設在中空注漿錨索尾部的鎖具、墊圈、托盤、止漿閥；所述的中空注漿錨索的前部裝有套頭，套頭上螺紋連接有外表面均勻分布有麻花狀螺紋的套筒，套頭與套筒相配合一端的內設有自鎖鎖具，套頭的內壁周圈焊接有若干金屬釘，金屬釘上裝有可滑動的錨固劑擋板；所述套筒上設有交叉分布的多個錨固孔，套筒的前端設有鉆頭，所述的中空注漿錨索壁上開有導氣孔，并開有前排氣孔和后排氣孔；中空注漿錨索的內部設有一端伸出前排氣孔、另一端伸出后排氣孔的排氣管，伸出后排氣孔的排氣管一端設有堵頭；中空注漿錨索的后部設有一燈籠形管，燈籠形管的管壁上開有多個溢漿孔。

所述的自鎖鎖具包括對稱設在套筒內壁上的自鎖卡槽，還包括設在套頭上、與套筒內壁自鎖卡槽相配合的彈性滑塊。

本發明的預應力鉆錨注錨索的支護方法，包括如下步驟：

a、在中空注漿錨索的前端安裝套頭，在套筒內設置錨固劑，在套筒前端安裝鉆頭，將套筒6套裝旋扭在套頭上，并通過自鎖鎖具固定之后，利用錨索鉆機將此錨索鉆至設計深度；

b、旋轉中空注漿錨索，使中空注漿錨索前端的套頭旋出套筒內壁上的自鎖卡槽，然后將中空注漿錨索向前旋轉使套頭至套筒的前端，向前旋轉過程中，套頭前端金屬釘扎破套筒中錨固劑的封裝袋，錨固劑流出并被錨固劑擋板從各錨固孔中擠出，實現端錨；

c、用封孔劑對孔口實施封孔，依次將托盤、墊圈、鎖具套裝在中空注漿錨索外露段上，張緊固定；

d、打開止漿閥，通過注漿泵向中空注漿錨索內注漿，注漿的壓力將中空注漿錨索內的空氣通過導氣孔進入前排氣孔，并通過排氣管從后排氣孔排出，漿液注滿中空注漿錨索并通過燈籠形管上的溢漿孔進入圍巖；當漿液開始連續從后排氣孔溢出時，停止注漿，控制中空注漿錨索尾端的止漿閥防止漿液倒流并在后排氣孔處用堵頭密封排氣管。

有益效果：本發明充分考慮了松散破碎圍巖、高應力區破碎圍巖及極軟圍巖巷道的破壞原理和錨索的預緊力張拉緊固作用原理，將二者有機融合，以中空注漿錨索為注漿導管，擔負著張拉及注漿的作用，以錨索套筒等為鉆桿，肩負著鉆孔、錨固的作用，套頭配合其內部的自鎖鎖具將兩者有機結合，形成中空注漿錨索與套筒以自鎖鎖具和螺紋相連接可控錨索伸縮、可加載預緊力的新型預應力鉆錨注錨索。此錨索不僅能有效控制軟弱巖層、高應力區破碎巖層等松散巖層中巷道圍巖穩定，而且施工方便，減少浪費。通過中空注漿錨索向里注漿，漿液通過套筒上的錨固孔排出，對松散煤巖體進行膠結。套筒外表面是麻花狀螺紋結構，這種結構與鉆孔壁咬合，摩擦力大，對端部錨固起到一定作用。錨索中設排氣管，能有效的排出錨索中的空氣，實施預應力條件下的內注外錨工藝，實現密實注漿；同時，錨索后部的燈籠形管結構能有效的使漿液通過溢漿孔導出，進入圍巖，有效增強圍巖的穩定性。先對中空注漿錨索進行張拉緊固，后進行注漿，使錨固體成為加筋預應力混凝體，實現對松散煤巖的一次性鉆錨注支護，既解決了松散煤巖鉆孔后塌孔，致使錨索不易進入的難題，又提高了煤體的承載能力，增加巷道圍巖的支護強度。其結構簡單，成本低，性能可靠，對巷道可控性強，操作方便，易施工，支護效果好，具有廣泛適用性。

附圖說明