[發明專利]一種掘進工作面錨桿支護工藝

在審

• 申請號: 202110440697.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN112922651A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 韓軍;曹晨;朱志潔;馬雙文;梁晗;張明
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D20/02;E21D21/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽

本發明提出一種掘進工作面錨桿支護工藝，解決了原有工藝流程步驟繁瑣、人工勞動強度大的問題，具體步驟如下：步驟1.在掘進機掘出巷道后，利用噴涂設備，將噴殼材料噴至巷道表面，形成護表的薄噴襯層“殼”結構，起到臨時支護的目的；步驟2.待護表材料固結后，依據支護方案，利用鉆機在巷道頂、幫位置，將礦用中空自進式螺紋鋼錨桿打入圍巖；步驟3.待中空自進式螺紋鋼錨桿鉆入設計深度后，將流態樹脂錨固劑通過桿體內的中空管泵入鉆孔深處，實現對錨桿的錨固，形成錨固結構。本發明專利簡化了原有錨桿支護工藝流程，提出以化學噴殼技術取代金屬網實現快速高效護表支護、以流態樹脂錨固劑和中空自進式螺紋鋼錨桿形成主要支護系統的錨桿支護工藝。

技術領域

本發明涉及煤礦井下開采技術領域，尤其涉及一種掘進工作面錨桿支護工藝。

背景技術

當前的歷史條件下，煤炭作為能源安全壓艙石的作用尤為凸顯。在掘錨子系統中，目前錨網支護工藝復雜繁瑣制約了掘進效率，加劇采掘失衡矛盾。

目前，錨網支護已占我國煤礦巷道支護總量的70％以上。但是，錨網支護的自動化程度、甚至機械化程度依然非常低，絕大部分的礦井，依然是掘(進)和錨(固)分別作業，嚴重制約掘進速度。盡管近年來國內外掘錨一體機研發方面出現多個突破性進展，但從效果來看，機械化與自動化程度的提升多在掘巷方面，錨網支護方面幾無進展，導致目前支護與掘進的平行作業率最高僅30％左右。

錨網支護過程工序多樣、環節繁雜，一般包括鉆孔、換桿、裝藥、攪拌、安裝托盤、安裝螺帽、鋪網、鋪帶、固定等，如果考慮深部開采或復雜地質條件的補強支護，則過程更為繁雜，是影響煤礦巷道掘進速度最關鍵的環節，嚴重阻礙巷道掘進的效率。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出了一種掘進工作面錨桿支護工藝，簡化支護流程，與現有工藝相比，更易實現機械化操作。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種掘進工作面錨桿支護工藝，包括如下步驟：

步驟1：在掘進機將巷道斷面掘出后，在掘出巷道表面均勻地噴涂4～10mm厚的聚氨酯類薄噴襯層加固材料，形成護表薄噴襯層“殼”結構，構成巷道臨時支護；

步驟2：根據巷道松動圈范圍和圍巖結構，確定錨桿支護參數，待噴涂材料凝結后，利用鉆機，將錨桿鉆入至設計深度；所述錨桿為中空自進式螺紋鋼錨桿，錨桿桿體內為中空管道，桿體外壁上設有外螺紋，桿體端部安裝有鉆頭，鉆頭內腔與桿體連通，鉆頭上還上設有漏漿孔，桿體另一端安裝有托盤，托盤上設有止漿螺母；

步驟3：待錨桿鉆至設計深度后，將錨固劑通過錨桿輸送至鉆孔深處，待錨固劑注滿鉆孔后，擰緊錨桿端部托盤及止漿螺母，形成錨固結構。

進一步地，步驟1中，所述聚氨酯類薄噴襯層加固材料，其單軸抗壓強度不低于40MPa，粘結強度高于煤的抗拉強度，抗剪強度不低于5MPa。當巷道表面出現破碎變形時，高分子材料的韌性和延性可將破碎圍巖束縛，使得巷道表面圍巖不至于掉落。

進一步地，步驟2中，所述錨桿，桿體拉伸強度不低于普通礦用螺紋鋼錨桿的拉伸強度，整個鉆進過程都為濕式作業。

進一步地，所述鉆頭與托盤均可拆卸的安裝在錨桿桿體上。

進一步地，錨桿與鉆機通過三向接口連接，在步驟2錨桿鉆進過程中，三向接口的另一接口連接水管，向鉆孔內不斷注水，將碎巖等沖處鉆孔外，便于后續錨固劑錨固；在步驟3輸送錨固劑的過程中，三向接口的另一接口連接錨固劑輸送管，使錨固劑經錨桿內的中空管道泵入鉆孔深處。

進一步地，步驟3中，所述錨固劑為流態樹脂錨固劑，具體為質量比為100：3～5的環氧樹脂類基體和聚酰胺類固化劑的混合料，其中聚酰胺類固化劑固化劑為中速固化劑。