一種預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地下工程領(lǐng)域，尤其涉及礦井易片幫工作面煤壁注漿加固方法以及在這些方法中采用的預(yù)應(yīng)力錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著煤礦開采技術(shù)和設(shè)備水平的提高，厚煤層、三軟煤層等條件復(fù)雜煤層的開采所占的比重越來越大。相應(yīng)地，在厚煤層、三軟煤層等工作面易發(fā)的煤壁片幫事故逐漸凸顯出來并受到更多的采礦工程人員的重視。然而，單純的煤壁注漿加固效果并不理想，傳統(tǒng)的玻璃鋼注漿錨桿雖具有良好的煤壁加固效果，但成本過高，且錨桿本身硬度太大，影響采煤機(jī)正常割煤。
[0003]中國(guó)專利公開號(hào)CN204691803U，公開日期2015年10月7日。專利名稱為“一種煤體柔性加固全長(zhǎng)錨固錨桿”。該申請(qǐng)案涉及一種煤體柔性加固全長(zhǎng)錨固錨桿，用于實(shí)現(xiàn)大變形煤體的加固。該錨桿主要由注漿管體、止?jié){塞、連接套、注漿口、滲流孔組成。所述注漿管體包括注漿管和纏繞在注漿管上的棕繩，其中注漿管為四周開孔的中空PVC塑料管，棕繩為工業(yè)常用劍麻白棕繩，粘結(jié)纏繞在注漿管外周。該錨桿通過往煤體內(nèi)部注漿，利用棕繩良好的抗拉拔性能，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度的功能，可有效控制煤體的大變形。
[0004]為了進(jìn)一步提升柔性加固技術(shù)的實(shí)際效能，本實(shí)用新型在傳統(tǒng)煤壁柔性加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入預(yù)應(yīng)力概念，通過對(duì)棕繩施加預(yù)應(yīng)力，可以使被加固煤體處于三向受壓狀態(tài)，從而進(jìn)一步提高煤體強(qiáng)度，強(qiáng)化加固效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提出一種預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，所述預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿包括錨固裝置、桿體和鎖具。
[0006]優(yōu)選地，所述錨固裝置包括錨干、錨爪、轉(zhuǎn)動(dòng)副和擋板。
[0007]優(yōu)選地，所述桿體包括棕繩和注漿管。
[0008]優(yōu)選地，所述鎖具包括雙孔錨墊板和單孔錨具。
[0009]優(yōu)選地，所述錨干與錨爪使用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述錨干為一空心圓管，圓管上焊有一擋板，用以限制錨爪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述錨爪端部較為尖銳，可以在向外拉拔時(shí)嵌入鉆孔壁，使錨爪繞轉(zhuǎn)動(dòng)副張開，達(dá)到錨固作用。
[0011]優(yōu)選地，所述棕繩直徑為10?24mm，所述注漿管為塑料質(zhì)注漿管。
[0012]優(yōu)選地，所述注漿管上分布有透漿花眼，所述透漿花眼為圓型，具有5mm的孔直徑。
[0013]優(yōu)選地，所述空心圓管上設(shè)有4個(gè)螺孔，四個(gè)螺孔同時(shí)位于圓管的一個(gè)圓截面上，相鄰螺孔之間間隔四分之一圓弧。
[0014]優(yōu)選地，所述雙孔錨墊板包括過繩孔和過注漿管孔。
[0015]優(yōu)選的，所述單孔錨具包括錨環(huán)和三個(gè)夾片，所述錨環(huán)中設(shè)有一錐形孔，所述三個(gè)夾片可圍成一個(gè)圓錐形，與所述錨環(huán)的錐形孔錐度相同，所述夾片內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋。
[0016]與現(xiàn)有相關(guān)裝置相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]本實(shí)用新型述及的一種預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，可以以較低的成本高效的對(duì)煤壁進(jìn)行加固。通過對(duì)棕繩施加預(yù)應(yīng)力，可以使被加固煤體處于三向受壓狀態(tài)，從而提高煤體強(qiáng)度;通過注漿管向煤壁注漿可以有效充填煤體內(nèi)微裂隙，提高煤體強(qiáng)度，同時(shí)漿液與棕繩搭配，使棕繩對(duì)煤壁起到全長(zhǎng)錨固的作用;棕繩的高抗拉強(qiáng)度可以有效提高煤體的抗剪強(qiáng)度，限制煤體的剪切破壞。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿的示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中的錨干的圓截面示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中雙孔錨墊板的示意圖；
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中單孔錨具的示意圖。
[0022]圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中錨固裝置的示意圖。
[0023]附圖中的標(biāo)記符號(hào)說明:
[0024]I棕繩；2塑料質(zhì)注漿管；3直徑5mm透漿花眼；4錨干;5錨爪;6轉(zhuǎn)動(dòng)副；7錨墊板;8平頭螺絲;9單孔錨具;10錨環(huán);11夾片；12過繩孔;13過注漿管孔;14擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0026]圖1、圖2和圖3示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿的示意圖。如圖1所示，預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿包括錨固裝置、桿體和鎖具。其中，所屬錨固裝置包括錨干4、錨爪5、轉(zhuǎn)動(dòng)副6和擋板14。錨干4為一個(gè)空心圓管，用于輔助柔性材料與錨固裝置的連接，圓管直徑取決于柔性材料的直徑，一般大于柔性材料直徑I?2mm。錨干4和錨爪5通過轉(zhuǎn)動(dòng)副6連接，擋板14用以限制錨爪5的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述桿體包括棕繩I和塑料質(zhì)注漿管2。棕繩I直徑取決于目標(biāo)工作面的地質(zhì)條件和煤體的物理性質(zhì)，一般取1mm?24mm。塑料質(zhì)注漿管2的直徑為25mm。所述鎖具包括雙孔錨墊板7和單孔錨具9。所述雙孔錨墊板7上設(shè)有一個(gè)過繩孔12和一個(gè)過注漿管孔13，孔直徑分別取決于棕繩I直徑和注漿管2直徑，所述單孔錨具包括錨環(huán)10和三個(gè)夾片11，所述錨環(huán)10中設(shè)有一錐形孔，所述三個(gè)夾片11可圍成一個(gè)圓錐形，與所述錨環(huán)10的錐形孔錐度相同，所述夾片11內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋。
[0027]所述預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿的施工方法主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0028]步驟一:利用工作面檢修時(shí)間，停止運(yùn)轉(zhuǎn)采煤機(jī)等工作面設(shè)備，準(zhǔn)備工程實(shí)施所需材料；
[0029]步驟二:在厚煤層工作面煤壁中上部開設(shè)一個(gè)垂直于煤壁的直徑42mm的注漿鉆孔，鉆孔深6m;
[0030]步驟三:在所述棕繩伸入所述空心圓管后，將4個(gè)長(zhǎng)8mm，直徑5mm的平頭螺絲分別擰入所述空心圓管上的四個(gè)螺孔，對(duì)棕繩形成擠壓從而起到固定作用；
[0031]步驟四:將錨干尾部和注漿管對(duì)齊，使用扎絲將注漿管頭部與錨干尾部綁定，將注漿管主體與棕繩并列綁結(jié)在一起；
[0032]步驟五:推動(dòng)注漿管，將連接好的錨固裝置、棕繩和注漿管探入所述注漿鉆孔中；
[0033]步驟六:將所述棕繩和注漿管穿過錨墊板，并在煤壁上注漿鉆孔處安裝錨墊板；
[0034]步驟七:將錨環(huán)套在棕繩上后使用液壓卷繩器對(duì)所述棕繩進(jìn)行張拉來在所述桿體上施加預(yù)應(yīng)力，當(dāng)孔內(nèi)棕繩變形長(zhǎng)度達(dá)到鉆孔總長(zhǎng)的5%時(shí)，停止拉拔；
[0035]步驟八:將錨環(huán)移動(dòng)到錨墊板處，安入三個(gè)錨卡固定棕繩，并通過注漿管向煤壁內(nèi)部注漿，注漿壓力為4?7MPa，漿液凝結(jié)后截?cái)嘧乩K，拆卸鎖具；
[0036]步驟九:工作面每推進(jìn)6m，重復(fù)步驟一到八。
[0037]本實(shí)用新型述及的一種預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿可以以較低的成本高效的對(duì)煤壁進(jìn)行加固。通過對(duì)棕繩施加預(yù)應(yīng)力，可以使被加固煤體處于三向受壓狀態(tài)，從而提高煤體強(qiáng)度;通過注漿管向煤壁注漿可以有效充填煤體內(nèi)微裂隙，提高煤體強(qiáng)度，同時(shí)漿液與棕繩搭配，使棕繩起到全長(zhǎng)錨固的作用;棕繩的高抗拉強(qiáng)度可以有效提高煤體的抗剪強(qiáng)度，限制煤體的剪切破壞。
[0038]應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于，該預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿包括錨固裝置，桿體和鎖具: 所述錨固裝置包括錨干、錨爪、轉(zhuǎn)動(dòng)副和擋板； 所述桿體包括棕繩和注漿管； 所述鎖具包括雙孔錨墊板和單孔錨具。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于:所述錨干與錨爪之間使用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述錨干為空心圓管，所述錨干上焊有擋板，用來限制錨爪的活動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于:所述錨爪端部較為尖銳，可以在向外拉拔時(shí)嵌入鉆孔壁，使錨爪繞轉(zhuǎn)動(dòng)副張開，達(dá)到錨固作用。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于:所述棕繩直徑為10?24mm，所述注漿管為塑料質(zhì)注漿管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于:所述注漿管上分布有透漿花眼，所述透漿花眼為圓型，具有5_的孔直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于，所述空心圓管上設(shè)有4個(gè)螺孔，四個(gè)螺孔同時(shí)位于圓管的一個(gè)圓截面上，相鄰螺孔之間間隔四分之一圓弧。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于:所述雙孔錨墊板包括過繩孔和過注漿管孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，其特征在于:所述單孔錨具包括錨環(huán)和三個(gè)夾片，所述錨環(huán)中設(shè)有一錐形孔，所述三個(gè)夾片可圍成一個(gè)圓錐形，與所述錨環(huán)的錐形孔錐度相同，所述夾片內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿，用于易片幫工作面的煤壁加固。所述預(yù)應(yīng)力柔性注漿錨桿包括錨固裝置，桿體和鎖具。所述錨固裝置包括錨干、錨爪、轉(zhuǎn)動(dòng)副和擋板，錨干與錨爪通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述錨干為一空心圓管，管體上設(shè)有4個(gè)螺孔；所述桿體包括柔性材料和塑料質(zhì)注漿管，所述錨固裝置通過空心圓管與柔性材料相接，所述柔性材料和塑料質(zhì)注漿管通過扎絲并列綁結(jié)；所述鎖具包括雙孔錨墊板和單孔錨具，所述雙孔錨墊板包括過繩孔和過注漿管孔，所述錨具包括錨環(huán)和三個(gè)夾片。本實(shí)用新型通過對(duì)柔性材料施加預(yù)應(yīng)力以及鉆孔注漿，可使煤體處于三向受壓的狀態(tài)，提高煤體強(qiáng)度，并實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固。
【IPC分類】E21D20/02, E21D21/00
【公開號(hào)】CN205243543
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520926796
【發(fā)明人】楊勝利, 蔣威, 孔德中, 曹光明, 陳祎, 程寶龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京), 肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日