專(zhuān)利名稱(chēng)：大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注漿裝置，尤其是適用于采礦工程、隧道、地下工程及水利工程領(lǐng)域的大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置。
背景技術(shù)：
深井高地壓軟巖支護(hù)一直是煤礦開(kāi)采中的重大技術(shù)難題，也是國(guó)內(nèi)外地下開(kāi)采專(zhuān)業(yè)數(shù)十年來(lái)重點(diǎn)研究的對(duì)象。而軟巖巷道的底臌問(wèn)題，是影響高地應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)成敗的關(guān)鍵技術(shù)難題。作為煤礦安全生產(chǎn)的通道，巷道的底板治理重要性不言而喻。實(shí)踐證明， 采用錨注支護(hù)是對(duì)松軟破碎圍巖加固的有效途徑，即采用注漿錨桿(索)加固圍巖，將錨固與注漿加固相結(jié)合，利用注漿加固來(lái)實(shí)現(xiàn)圍巖改性，使錨固的作用得以發(fā)揮。但在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，存在以下幾方面的問(wèn)題
(1)底板鉆孔施工機(jī)具主要有旋轉(zhuǎn)式、沖擊式以及旋轉(zhuǎn)沖擊式三種形式，旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)可以實(shí)現(xiàn)鉆孔與目前小孔徑錨索(直徑30mm以下)相匹配，但同時(shí)也存在遇硬巖鑿孔困難，小孔徑易被孔內(nèi)掉渣堵塞的問(wèn)題；沖擊式鉆機(jī)僅用于淺部孔施工，對(duì)于底板強(qiáng)烈變形巷道，使用上受到限制；目前使用的旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)，造孔速度快(僅為前兩者的25% -30%)，成孔效果好，但同時(shí)存在鉆孔孔徑過(guò)大的問(wèn)題(一般鉆孔50mm-75mm)。(2)目前采用的小孔徑注漿錨桿(索)，在注漿過(guò)程中由于受到孔徑制約，注漿工序耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)且出漿孔較小易于被孔內(nèi)松散巖土堵塞，從而導(dǎo)致出漿孔周?chē)严队H水膨脹飽和，漿液無(wú)法沿原裂隙通道繼續(xù)滲透，因而注漿量較少，導(dǎo)致圍巖體加固工作受阻，對(duì)于底板內(nèi)部裂隙不能很好的粘結(jié)修復(fù)，仍然存在隱患。(3)在底板錨索施工過(guò)程中采用樹(shù)脂錨固劑進(jìn)行錨固，存在著錨固劑無(wú)法準(zhǔn)確下放至孔底，此外由于施工水的影響，不能保證錨索與孔壁的粘結(jié)質(zhì)量，錨索的注漿前預(yù)張拉對(duì)于底板的控制作用不明顯。目前，施工中采用的小孔徑注漿錨索注漿后形成的錨固環(huán)厚度過(guò)大，影響錨固效果；此外小孔徑注漿錨索漿液擴(kuò)散范圍也受到制約；同時(shí)由于施工水以及底板施工隱蔽性的因素，采用樹(shù)脂錨固影響到錨索的有效錨固，無(wú)法保證錨索的預(yù)張拉效果，上述問(wèn)題都嚴(yán)重制約著底板治理技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的注漿技術(shù)無(wú)法達(dá)到較好的錨固效果的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置，該大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置采用機(jī)械錨固的方式， 利用倒槍刺釘可根據(jù)錨桿孔的直徑大小而開(kāi)合且只進(jìn)不退的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)錨索的有效錨固，同時(shí)可在注漿前施加預(yù)拉力。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B 及錨固段C，所述的錨固段C包括倒槍刺釘、限位塊、銷(xiāo)釘、內(nèi)錨段鎖具及夾片，所述的錨固段C有一段管狀的內(nèi)錨段鎖具套裝在索體上，內(nèi)錨段鎖具上端開(kāi)有倒槍刺釘槽，槽內(nèi)通過(guò)銷(xiāo)釘與倒槍刺釘鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊，限制倒槍刺釘最終張開(kāi)的角度為60度，內(nèi)錨段鎖具的下部設(shè)有內(nèi)錐孔，錐孔與索體之間吻合裝設(shè)有三片圓錐形夾片，夾片內(nèi)夾緊索體，夾片外貼緊內(nèi)錨段鎖具的內(nèi)錐孔面，使索體與內(nèi)錨段鎖具牢固連接在一起； 所述的注漿段B包括索體及鳥(niǎo)籠式注漿段，鳥(niǎo)籠式注漿段是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內(nèi)的注漿芯管組合而成，注漿芯管內(nèi)每隔IOOmm鉆有出漿孔，各孔交叉成60度，便于漿液可注入桿體四周的巖體，鳥(niǎo)籠式注漿段的直徑大于索體的直徑且小于鉆孔的內(nèi)徑，該結(jié)構(gòu)利于注漿芯管順利的反向出漿，增加索體與孔壁間的摩擦力，增加錨固力；所述的緊固段A包括外錨段鎖具、墊圈、托盤(pán)及封孔器，所述的外錨段鎖具套裝在索體上，下部固定設(shè)有墊圈、中間向上拱起的盤(pán)狀托盤(pán)及倒椎體形狀的封孔器，封孔器牢固壓在錨固鉆孔的口部，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鉆孔深度內(nèi)的全錨和錨索的封閉。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，具體的施工步驟如下
(1)利用旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)對(duì)巖層實(shí)現(xiàn)快速成孔；
(2)將該大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置迅速下放至孔徑的底部；
(3)上提注漿裝置上部錨固段中的倒槍刺釘，使倒槍刺釘牢固錨固在孔底，形成有效生根點(diǎn)；
(4)安裝外錨段鎖具，然后利用張拉儀對(duì)裝置進(jìn)行張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力后停止張拉。(5)對(duì)孔徑進(jìn)行注漿，達(dá)到設(shè)計(jì)注漿參數(shù)后停注漿，待漿液初凝后進(jìn)行二次張拉。本發(fā)明的有益效果是，該注漿裝置中的錨索索體為中空結(jié)構(gòu)，自帶注漿芯管，采用反向注漿方式，不僅消除了產(chǎn)生氣穴空洞的可能，保證錨固漿液充滿鉆孔，而且無(wú)須在現(xiàn)場(chǎng)綁匝注漿管、排氣管以及封堵注漿孔，使施工步驟大為簡(jiǎn)化，同時(shí)該裝置采用大孔徑錨索， 解決了傳統(tǒng)小孔徑錨索注漿量少、易堵孔、注漿工序耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題；另外，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，容易被市場(chǎng)接受，易于機(jī)械或人工安裝，可有效提高巖體加固的工作效率和可靠性，為解決
深部軟巖巷道支護(hù)難題和礦井的安全生產(chǎn)提供重要的技術(shù)保障，且方法簡(jiǎn)單，易實(shí)施， 省時(shí)省力，效率高，具有廣泛的實(shí)用性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是錨固段的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖中，1.外錨段鎖具，2.墊圈，3.托盤(pán)，4.封孔器，5.索體，6.鳥(niǎo)籠式注漿段，7.倒槍刺釘，8.限位塊，9.銷(xiāo)釘，10.內(nèi)錨段鎖具，11.夾片，12.孔壁。
具體實(shí)施例方式在圖中，該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B及錨固段C，所述的錨固段C包括倒槍刺釘7、限位塊8、銷(xiāo)釘9、內(nèi)錨段鎖具10及夾片11，所述的錨固段C有一段管狀的內(nèi)錨段鎖具10套裝在索體5上，內(nèi)錨段鎖具10上端開(kāi)有倒槍刺釘槽，槽內(nèi)通過(guò)銷(xiāo)釘與倒槍刺釘7鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊8，限制倒槍刺釘7最終張開(kāi)的角度為60度，內(nèi)錨段鎖具10的下部設(shè)有內(nèi)錐孔，錐孔與索體5之間吻合裝設(shè)有三片圓錐形夾片11，夾片11內(nèi)夾緊索體5，夾片11外貼緊內(nèi)錨段鎖具10的內(nèi)錐孔面，使索體5與內(nèi)錨段鎖具10牢固連接在一起；所述的注漿段B包括索體5及鳥(niǎo)籠式注漿段6，鳥(niǎo)籠式注漿段6是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內(nèi)的注漿芯管組合而成，注漿芯管內(nèi)每隔IOOmm鉆有出漿孔，各孔交叉成60度，便于漿液可注入桿體四周的巖體，鳥(niǎo)籠式注漿段6的直徑大于索體5的直徑且小于鉆孔的內(nèi)徑，該結(jié)構(gòu)利于注漿芯管順利的反向出漿，增加索體5與孔壁間的摩擦力，增加錨固力；所述的緊固段A包括外錨段鎖具1、墊圈2、托盤(pán)3及封孔器4，所述的外錨段鎖具1套裝在索體5上，下部固定設(shè)有墊圈2、中間向上拱起的盤(pán)狀托盤(pán)3及倒椎體形狀的封孔器4，封孔器 4牢固壓在錨固鉆孔的口部，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鉆孔深度內(nèi)的全錨和錨索的封閉。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，具體的施工步驟如下
(1)利用旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)對(duì)巖層實(shí)現(xiàn)快速成孔；
(2)將該大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置迅速下放至孔徑的底部；
(3)上提注漿裝置上部錨固段中的倒槍刺釘7，使倒槍刺釘7牢固錨固在孔底，形成有效生根點(diǎn)；
(4)安裝外錨段鎖具1，然后利用張拉儀對(duì)裝置進(jìn)行張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力后停止張拉。(5)對(duì)孔徑進(jìn)行注漿，達(dá)到設(shè)計(jì)注漿參數(shù)后停注漿，待漿液初凝后進(jìn)行二次張拉。
權(quán)利要求
1.大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置，該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B及錨固段C； 其特征是所述的錨固段C包括倒槍刺釘(7)、限位塊(8)、銷(xiāo)釘(9)、內(nèi)錨段鎖具(10)及夾片(11)；注漿段B包括索體(5)及鳥(niǎo)籠式注漿段(6)；緊固段A包括外錨段鎖具(1)、墊圈 (2)、托盤(pán)(3)及封孔器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置；其特征是所述的錨固段 C有一段管狀的內(nèi)錨段鎖具(10)套裝在索體( 上，內(nèi)錨段鎖具(10)上端開(kāi)有倒槍刺釘槽，槽內(nèi)通過(guò)銷(xiāo)釘與倒槍刺釘(7)鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊(8)，限制倒槍刺釘(7)最終張開(kāi)的角度為60度，內(nèi)錨段鎖具(10)的下部設(shè)有內(nèi)錐孔，錐孔與索體(5)之間吻合裝設(shè)有三片圓錐形夾片(11)，夾片(11)內(nèi)夾緊索體(5)，夾片(11)外貼緊內(nèi)錨段鎖具(10 )的內(nèi)錐孔面，使索體(5 )與內(nèi)錨段鎖具(10 )牢固連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置；其特征是鳥(niǎo)籠式注漿段 (6)是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內(nèi)的注漿芯管組合而成，注漿芯管內(nèi)每隔IOOmm鉆有出漿孔，各孔交叉成60度，鳥(niǎo)籠式注漿段(6)的直徑大于索體(5)的直徑且小于鉆孔的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置；其特征是所述的外錨段鎖具(1)套裝在索體(5)上，下部固定設(shè)有墊圈(2)、中間向上拱起的盤(pán)狀托盤(pán)C3)及倒椎體形狀的封孔器(4)，封孔器(4)牢固壓在錨固鉆孔的口部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置，該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B及錨固段C，該大孔徑預(yù)張拉底板中空注漿裝置采用機(jī)械錨固的方式，利用倒槍刺釘可根據(jù)錨桿孔的直徑大小而開(kāi)合且只進(jìn)不退的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)錨索的有效錨固，同時(shí)可在注漿前施加預(yù)拉力。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，容易被市場(chǎng)接受，易于機(jī)械或人工安裝，可有效提高巖體加固的工作效率和可靠性，為解決深部軟巖巷道支護(hù)難題和礦井的安全生產(chǎn)提供重要的技術(shù)保障，且方法簡(jiǎn)單，易實(shí)施，省時(shí)省力，效率高，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21D11/10GK102418536SQ201210005588
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者姚亞虎, 張農(nóng), 李桂臣, 闞甲廣, 陳亮, 韓昌良 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)