本發(fā)明屬于巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及巷道支護(hù)用礦用錨桿安裝施工方法。

背景技術(shù)：

錨桿用于井下巷道支護(hù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。由此近年來錨桿支護(hù)已經(jīng)成為巷道支護(hù)的主要方式，但是在錨桿支護(hù)的工程應(yīng)用中錨桿的失效形式主要是支護(hù)過程中錨固過程中遇到孔壁上粘附的煤灰或破碎松軟的圍巖等時(shí)錨桿與孔壁之間的滑移失穩(wěn)。

鑒于錨桿滑移失穩(wěn)問題，一些學(xué)者嘗試采用錨桿孔擴(kuò)孔方式來解決此類問題，但現(xiàn)有擴(kuò)孔器材多為刀具部分被動(dòng)張開切割巖石導(dǎo)致擴(kuò)孔性能差，并且存在所擴(kuò)孔不穩(wěn)定，刀具回收難等問題。因此，提出一種使用方便，擴(kuò)孔性能穩(wěn)定的擴(kuò)孔鉆桿成為一個(gè)新方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種巷道支護(hù)用礦用錨桿安裝施工方法，其利用機(jī)械螺紋傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)將錨桿孔孔壁或孔底進(jìn)行擴(kuò)孔并使所擴(kuò)孔呈倒圓錐形的裝置，可以實(shí)現(xiàn)刀具的主動(dòng)伸出與回收。能夠?qū)崿F(xiàn)在巷道錨固支護(hù)過程中對(duì)錨桿錨固力的提高，從而能提高錨桿錨固性，克服錨桿滑移失穩(wěn)現(xiàn)象，最終實(shí)現(xiàn)礦井安全高效支護(hù)，提高礦井安全生產(chǎn)水平。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：巷道支護(hù)用礦用錨桿安裝施工方法，包括以下步驟，

（1）、使用鉆機(jī)連接普通鉆桿在巷道壁劃定位置后進(jìn)行鉆錨桿孔；

（2）、卸下普通鉆桿，換上擴(kuò)孔鉆桿與鉆機(jī)連接，將擴(kuò)孔鉆桿推入錨桿孔內(nèi)對(duì)錨桿孔的底部進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)，擴(kuò)孔作業(yè)結(jié)束后，退出擴(kuò)孔鉆桿；

（3）、清理錨桿孔內(nèi)的煤屑和巖屑；

（4）、將錨桿插入到錨桿孔內(nèi)，向錨桿孔內(nèi)注入錨固劑；

（5）、錨固劑凝固后，在錨桿上套上墊板并擰上螺母使墊板壓緊巷道壁。

步驟（2）中的擴(kuò)孔鉆桿包括擴(kuò)孔刀具、套管、推拉桿、鉆機(jī)連接軸和手動(dòng)液壓千斤頂，推拉桿同軸向設(shè)置在套管內(nèi)，假定套管和推拉桿均沿前后方向水平設(shè)置，擴(kuò)孔刀具后端連接在推拉桿前端，套管前側(cè)中心對(duì)稱開設(shè)有兩條均沿套管軸向方向開設(shè)的長孔，套管前端設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔刀具伸出長孔徑向張開的頂壓結(jié)構(gòu)，套管后端同軸向固定連接有內(nèi)徑大于套管的導(dǎo)筒，導(dǎo)筒后端同軸向固定連接有安裝筒，手動(dòng)液壓千斤頂固定設(shè)置在安裝筒內(nèi)，手動(dòng)液壓千斤頂?shù)膭?dòng)力按壓輸入組件和液壓回油手柄均伸出安裝筒，動(dòng)力按壓輸入組件的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)端套設(shè)有加力桿，推拉桿后端伸入到導(dǎo)筒內(nèi)，推拉桿后端固定連接有與導(dǎo)筒圓周內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合的活塞板，手動(dòng)液壓千斤頂?shù)幕钊麠U與活塞板的后側(cè)面連接，導(dǎo)筒內(nèi)壁沿軸線方向開設(shè)有兩道導(dǎo)槽，活塞桿外圓周上連接有伸入并滑動(dòng)密封在導(dǎo)槽內(nèi)的導(dǎo)塊，鉆機(jī)連接軸前端與安裝筒后端同軸向固定連接，鉆機(jī)連接軸外圓周設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)；套管內(nèi)壁固定設(shè)置有至少兩個(gè)均套設(shè)在推拉桿外的導(dǎo)套，推拉桿的外徑與導(dǎo)套的內(nèi)徑相等。

頂壓結(jié)構(gòu)包括擋板和頂錐，擋板固定設(shè)置在套管的前端，頂錐后端部與擋板前側(cè)面固定連接，擴(kuò)孔刀具包括分別沿徑向方向?qū)?yīng)于一條長孔的第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片，第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片的后端通過銷軸鉸接在推拉桿前端，頂錐呈前粗后尖的錐形結(jié)構(gòu)，第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片構(gòu)成剪刀形狀，頂錐后部伸入到第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片之間，銷軸上套設(shè)有扭簧，扭簧的兩個(gè)簧臂分別頂壓第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片，在扭簧的作用下，頂錐分別與第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片壓接配合，第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片的外側(cè)沿長度方向均設(shè)置有階梯狀的金剛石刀齒，第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片的厚度均長孔的寬度適配。

其中一個(gè)導(dǎo)套設(shè)置在長孔后側(cè)，另一個(gè)導(dǎo)套設(shè)置在導(dǎo)筒前側(cè)。

步驟（2）具體過程為：首先把本發(fā)明中的鉆機(jī)連接軸與鉆機(jī)的動(dòng)力輸出軸螺紋連接，然后將套管推入事先打好的錨桿孔內(nèi)，按壓加力桿，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力按壓輸入組件，手動(dòng)液壓千斤頂?shù)幕钊麠U向前伸出，推動(dòng)活塞板沿導(dǎo)筒內(nèi)壁向前移動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)塊在導(dǎo)槽內(nèi)向前滑動(dòng)，推拉桿在導(dǎo)套內(nèi)滑動(dòng)前移，推拉桿前端鉸接的第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片向前移動(dòng)，由于套管不動(dòng)，隨著第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片向前移動(dòng)，套管前端的頂錐將第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片頂開并伸出兩個(gè)長孔伸出，第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片切入煤巖層；取下加力桿，啟動(dòng)鉆機(jī)，帶動(dòng)鉆機(jī)連接軸高速旋轉(zhuǎn)，鉆機(jī)連接軸依次通過安裝筒、導(dǎo)筒帶動(dòng)套管旋轉(zhuǎn)，由于導(dǎo)塊和導(dǎo)槽的配合以及第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片分別對(duì)應(yīng)與一條長孔的配合，這樣在套管和安裝筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)推拉桿旋轉(zhuǎn)，推拉桿前端的第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片隨之旋轉(zhuǎn)，第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片上的金剛石刀齒將鉆孔底部擴(kuò)至一個(gè)圓錐形槽；停止鉆機(jī)，操控液壓回油手柄使活塞桿回縮，將第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片在扭簧的作用下沿長孔縮回到套管內(nèi)，最后拔出套管即可完成擴(kuò)孔作業(yè)的工作。

在巖層過硬情況下，可先將推拉桿向前壓到阻力較大時(shí)便開動(dòng)鉆機(jī)擴(kuò)孔，然后停止鉆機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，再安裝上加力桿并按壓加力桿，活塞桿伸長使第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片繼續(xù)張開，重復(fù)此過程兩到三次即可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔。

步驟（4）具體為：錨固劑注入到錨桿孔和圓錐形槽內(nèi)后，旋轉(zhuǎn)攪拌錨固劑使錨固劑與錨桿孔壁和錨桿充分接觸并凝固。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明中的扭簧起到復(fù)位第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片到套管內(nèi)的作用。導(dǎo)套起到導(dǎo)向推拉桿前后移動(dòng)的作用。其中長孔后側(cè)的導(dǎo)塊起到在擴(kuò)孔過程中阻擋煤巖碎屑進(jìn)入到套管內(nèi)的作用。

導(dǎo)塊和導(dǎo)槽的配合以及第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片分別對(duì)應(yīng)與一條長孔的配合，這樣可起到傳遞扭矩的作用，可使套管、第一擴(kuò)孔刀片和第二擴(kuò)孔刀片同時(shí)旋轉(zhuǎn)。

另外，還可以在錨桿的外表面設(shè)置毛刺、凸起、凹槽等防滑結(jié)構(gòu)，使錨固劑與毛刺、凸起、凹槽等防滑結(jié)構(gòu)結(jié)合，起到良好的錨固定位作用。

綜上所述，本發(fā)明提供一種利用液壓驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)將錨桿孔孔壁或孔底進(jìn)行擴(kuò)孔的鉆桿，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，成本較低，擴(kuò)孔性能穩(wěn)定，刀具能夠主動(dòng)張開并有效回收。能夠有效解決錨桿與孔壁之間的滑移失穩(wěn)造成的錨桿失效問題，能夠改善礦井安全形勢(shì)，提高礦井生產(chǎn)效率，對(duì)礦井實(shí)現(xiàn)安全高效開采與支護(hù)具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中擴(kuò)孔鉆桿的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為錨桿孔擴(kuò)孔前的狀態(tài)圖；

圖3為錨桿孔擴(kuò)孔后的狀態(tài)圖；

圖4為擴(kuò)孔后錨固后狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖3所示，本發(fā)明的巷道支護(hù)用礦用錨桿安裝施工方法，包括以下步驟：

（1）、使用鉆機(jī)連接普通鉆桿在巷道壁劃定位置后進(jìn)行鉆錨桿孔23；

（2）、卸下普通鉆桿，換上擴(kuò)孔鉆桿與鉆機(jī)連接，將擴(kuò)孔鉆桿推入錨桿孔23內(nèi)對(duì)錨桿孔23的底部進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)，擴(kuò)孔作業(yè)結(jié)束后，退出擴(kuò)孔鉆桿；

（3）、清理錨桿孔23內(nèi)的煤屑和巖屑；

（4）、將錨桿插入到錨桿孔23內(nèi)，向錨桿孔23內(nèi)注入錨固劑24；

（5）、錨固劑24凝固后，在錨桿上套上墊板并擰上螺母使墊板壓緊巷道壁。

擴(kuò)孔鉆桿包括擴(kuò)孔刀具、套管1、推拉桿2、鉆機(jī)連接軸3和手動(dòng)液壓千斤頂4，推拉桿2同軸向設(shè)置在套管1內(nèi)，假定套管1和推拉桿2均沿前后方向水平設(shè)置，擴(kuò)孔刀具后端連接在推拉桿2前端，套管1前側(cè)中心對(duì)稱開設(shè)有兩條均沿套管1軸向方向開設(shè)的長孔5，套管1前端設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)擴(kuò)孔刀具伸出長孔5徑向張開的頂壓結(jié)構(gòu)，套管1后端同軸向固定連接有內(nèi)徑大于套管1的導(dǎo)筒6，導(dǎo)筒6后端同軸向固定連接有安裝筒7，手動(dòng)液壓千斤頂4固定設(shè)置在安裝筒7內(nèi)，手動(dòng)液壓千斤頂4的動(dòng)力按壓輸入組件8和液壓回油手柄9均伸出安裝筒7，動(dòng)力按壓輸入組件8的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)端套設(shè)有加力桿10，推拉桿2后端伸入到導(dǎo)筒6內(nèi)，推拉桿2后端固定連接有與導(dǎo)筒6圓周內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合的活塞板11，手動(dòng)液壓千斤頂4的活塞桿與活塞板11的后側(cè)面連接，導(dǎo)筒6內(nèi)壁沿軸線方向開設(shè)有兩道導(dǎo)槽12，活塞桿外圓周上連接有伸入并滑動(dòng)密封在導(dǎo)槽12內(nèi)的導(dǎo)塊21，鉆機(jī)連接軸3前端與安裝筒7后端同軸向固定連接，鉆機(jī)連接軸3外圓周設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)；套管1內(nèi)壁固定設(shè)置有至少兩個(gè)均套設(shè)在推拉桿2外的導(dǎo)套13，推拉桿2的外徑與導(dǎo)套13的內(nèi)徑相等。

頂壓結(jié)構(gòu)包括擋板14和頂錐15，擋板14固定設(shè)置在套管1的前端，頂錐15后端部與擋板14前側(cè)面固定連接，擴(kuò)孔刀具包括分別沿徑向方向?qū)?yīng)于一條長孔5的第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17，第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17的后端通過銷軸18鉸接在推拉桿2前端，頂錐15呈前粗后尖的錐形結(jié)構(gòu)，第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17構(gòu)成剪刀形狀，頂錐15后部伸入到第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17之間，銷軸18上套設(shè)有扭簧19，扭簧19的兩個(gè)簧臂分別頂壓第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17，在扭簧19的作用下，頂錐15分別與第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17壓接配合，第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17的外側(cè)沿長度方向均設(shè)置有階梯狀的金剛石刀齒20，第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17的厚度均長孔5的寬度適配。

其中一個(gè)導(dǎo)套13設(shè)置在長孔5后側(cè)，另一個(gè)導(dǎo)套13設(shè)置在導(dǎo)筒6前側(cè)。

步驟（2）的具體過程為：先把本發(fā)明中的鉆機(jī)連接軸3與鉆機(jī)的動(dòng)力輸出軸螺紋連接。然后將套管1推入事先打好的錨桿孔23內(nèi)，按壓加力桿10，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力按壓輸入組件8，手動(dòng)液壓千斤頂4的活塞桿向前伸出，推動(dòng)活塞板11沿導(dǎo)筒6內(nèi)壁向前移動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)塊21在導(dǎo)槽12內(nèi)向前滑動(dòng)，推拉桿2在導(dǎo)套13內(nèi)滑動(dòng)前移，推拉桿2前端鉸接的第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17向前移動(dòng)，由于套管1不動(dòng)，隨著第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17向前移動(dòng)，套管1前端的頂錐15將第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17頂開并伸出兩個(gè)長孔5伸出，第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17切入煤巖層。取下加力桿10，啟動(dòng)鉆機(jī)，帶動(dòng)鉆機(jī)連接軸3高速旋轉(zhuǎn)，鉆機(jī)連接軸3依次通過安裝筒7、導(dǎo)筒6帶動(dòng)套管1旋轉(zhuǎn)，由于導(dǎo)塊21和導(dǎo)槽12的配合以及第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17分別對(duì)應(yīng)與一條長孔5的配合，這樣在套管1和安裝筒7旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)推拉桿2旋轉(zhuǎn)，推拉桿2前端的第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17隨之旋轉(zhuǎn)，第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17上的金剛石刀齒20將鉆孔底部擴(kuò)至一個(gè)圓錐形槽27。另外，在巖層過硬情況下，可先將推拉桿2向前壓到阻力較大時(shí)便開動(dòng)鉆機(jī)擴(kuò)孔，然后停止鉆機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，再安裝上加力桿10并按壓加力桿10，活塞桿伸長使第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17繼續(xù)張開，重復(fù)此過程兩到三次即可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔。最后停止鉆機(jī)，操控液壓回油手柄9使活塞桿回縮，將第一擴(kuò)孔刀片16和第二擴(kuò)孔刀片17在扭簧19的作用下沿長孔5縮回到套管1內(nèi)，最后拔出套管1即可完成擴(kuò)孔作業(yè)的工作。

步驟（4）進(jìn)行錨固作業(yè)時(shí)，將錨桿22插入到錨桿孔23內(nèi)，錨桿孔23內(nèi)注入錨固劑24，擴(kuò)孔后圓錐形槽27內(nèi)也被錨固劑24充滿，通過旋轉(zhuǎn)攪拌錨固劑24最終實(shí)現(xiàn)如圖4的錨固狀態(tài)。錨固牢靠后，在錨桿22上套上墊板26并使用螺母25螺紋連接在錨桿22上將墊板26緊壓到巷道壁上。這樣就使錨桿22與錨桿孔23內(nèi)壁之間結(jié)合更加緊密牢靠，避免錨桿22活動(dòng)甚至被抽出錨桿孔23外，造成的錨桿22失效問題。

本實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。