[發明專利]大變形恒阻支護注漿錨桿、錨索及巷道定量支護方法

有效

• 申請號: 201710504194.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107237646B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 文志杰;杜婉君;武凱;孟祥旭
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;青島正方能源科技有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;G06F17/50;E21D11/10;E21D20/02
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種大變形恒阻支護注漿錨桿，其特征在于：包括套管、中空桿體、錨筒、托盤、緊固螺母和卡銷，套管的前端密封，套管的后端開口，套管的中部位置開設有若干個注漿孔，套管的中部位置至套管的后端套管的內徑逐漸變小，套管的中部位置至后端的內壁設置有細微螺紋，中空桿體的前端的側表面套設錨筒，中空桿體的前端可拆卸連接錨筒，錨筒嵌于套管內且與套管活動連接，錨筒經卡銷連接套管，中空桿體的后端依次裝配連接托盤和緊固螺母。

2.根據權利要求1所述的大變形恒阻支護注漿錨桿，其特征在于：中空桿體的前端螺紋連接錨筒。

3.根據權利要求1所述的大變形恒阻支護注漿錨桿，其特征在于：套管的前端可拆卸地設置擋板以密封。

4.一種巷道定量支護方法，應用權利要求1至3中任一項所述大變形恒阻支護注漿錨桿或者應用大變形恒阻支護注漿錨索，大變形恒阻支護注漿錨索包括套管、鋼索、錨筒、托盤、緊固螺母和卡銷，套管的前端密封，套管的后端開口，套管的中部位置開設有若干個注漿孔，套管的中部位置至套管的后端套管的內徑逐漸變小，鋼索內嵌有中空軟管，鋼索的前端的側表面套設錨筒，錨筒嵌于套管內且與套管活動連接，錨筒經卡銷連接套管，鋼索的后端依次裝配連接托盤和緊固螺母，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、對巷道的地質條件進行數值模擬，通過數值模擬對巷道圍巖采動應力分布進行計算分析，繪制巷道的采動應力曲線并得到巷道變形量ΔU，根據巷道變形量ΔU≥套管吸能區的長度，對套管吸能區的長度進行定量確定；

步驟二、根據巷道的采動應力曲線及巖層的原巖應力線，選定關鍵節點包括巷道壁O、原巖應力點a、應力峰值b、原巖應力起始點d，同時繼續細分其他關鍵節點包括Oa曲線的1/2處e、ab曲線的1/2處f、bd曲線的1/2處c；

步驟三、以步驟二中確定的各關鍵節點，使大變形恒阻支護注漿錨桿或大變形恒阻支護注漿錨索的錨固點位于不同的關鍵節點，以此來確定大變形恒阻支護注漿錨桿或大變形恒阻支護注漿錨索的支護長度L，支護長度L為關鍵節點與巷道壁的距離，利用數值模擬計算分析不同支護長度L下巷道的維護效果，確定最佳支護長度L；

步驟四、根據巷道圍巖的巖性以及加固拱原理中錨桿或錨索的間距l≤0.5L的規定，并參考支護經驗設計數組錨桿或錨索排距，利用數值模擬方法計算分析不同排距的巷道維護效果，確定最優的支護排距；

步驟五、根據巷道圍巖的巖性以及步驟四中得出的最優的支護排距，通過數值模擬計算支護后的巷道頂板、底板和兩幫的變形量U隨等效塑性應變的變化曲線，根據當圍巖最大等效塑性應變ε^ps處于0.05≤ε^ps≤0.10階段時，巷道頂板、底板和兩幫的變形量的區間即為以巷道變形量表示的巷道最佳注漿支護時機，以此確定出大變形恒阻支護注漿錨桿或大變形恒阻支護注漿錨索對支護后進行注漿時機的定量。

5.根據權利要求4所述的巷道定量支護方法，其特征在于：大變形恒阻支護注漿錨索的套管的中部位置至后端的內壁設置有細微螺紋。

6.根據權利要求4所述的巷道定量支護方法，其特征在于：大變形恒阻支護注漿錨索的套管的前端可拆卸地設置擋板以密封。

7.根據權利要求4所述的巷道定量支護方法，其特征在于：大變形恒阻支護注漿錨索的鋼索由若干根鋼絞線環繞中空軟管編織而成。