煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法技术

本发明专利技术涉及一种煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法，可有效解决巷道底板锚索快速注浆支护中漏浆、跑浆等封孔困难问题，保证封孔效果，确保煤矿安全生产。本发明专利技术所用的封孔装置其结构包括：注浆管、堵头、内外套、铁箍等，内套通过胶水与上下堵头粘结，外套通过铁箍固定在上下堵头的凹槽上，注浆管穿过上下堵头并与之固定，在内外套之间装有封孔材料。本装置结构简单、成本低，能够实现底板高预应力状态下锚索孔的快速封孔，为实现高压注浆固结巷道底板破碎岩体提供了有力保证，进而保证了煤矿安全生产的顺利进行，是煤矿底板巷道高预紧力锚索锚固装置上的一种创新。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿支护领域，特别是一种煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法。
技术介绍
随着煤矿开采深度不断增加，多数矿井已进入深井开采，巷道底鼓现象越来越强烈，巷道整体失稳破坏很大程度是巷道底鼓作用的结果。底板预应力锚固技术是一种控制深部巷道底鼓的有效手段，在底板锚固过程中，实现底板下锚上注的锚固方式是提高底板锚固力的重要措施。目前，锚索注浆进行封孔的方式主要分为两种：止浆塞和水泥棉纱塞实。水泥棉纱封孔虽然成本低，但操作工艺复杂，且封孔效果差，尤其是对锚索施加预紧力后，锚索移动很大程度上破坏了封孔体，难以实现带压注浆；传统注浆封孔所用的橡胶塞，制作工艺复杂，成本较高，且橡胶塞和锚索之间的空隙而导致漏浆，从而使注浆压力达不到额定值，注浆范围大大缩小，效果相对降低。因此研发出一种操作简单、封孔效果好且适于底板特殊条件的锚索孔注浆封孔方法来解决底板锚索快速封孔注浆的难题势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法，可有效解决底板锚索孔预应力状态下注浆封孔成本高、封孔质量差的问题。本专利技术解决的技术方案是，利用注浆装置，按以下步骤进行：第一步，打钻并锚固锚索；第二步，安装止浆塞；第三步，带压注浆。本专利技术方法简单，操作方便，实现了底板预应力状态下锚索孔的快速封孔，封孔效果好，成本低，是煤矿底板巷道高预紧力锚索锚固装置上的创新。附图说明。图1是本专利技术的前视结构图。图2是本专利技术前视视结构剖面图。图3是本专利技术外套、堵头组合图。图4是本专利技术上视结构图。图5是本专利技术堵头正视图。图6是本专利技术内套正视图。图7是本专利技术铁箍结构图。图8是本专利技术使用状态图。具体实施方式。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。由图1-8给出，本专利技术利用封孔装置，按以下步骤进行。第一步，钻孔并锚固锚索，将钻头与钻杆末端相连接，将钻杆另一端与钻机连接，启动钻机实施钻进，待第一根钻杆将近完全进入钻孔13中时，停止钻进，利用中间连接套对钻杆进行加长，直到钻孔13深度满足实际需要即可。待钻孔13打好后，抽出钻杆，向钻孔中加入树脂锚固剂14，将锚索10的一端安装上搅拌头并插入钻孔13中，另一端插入钻机内，启动钻机进行搅拌锚固剂14，搅拌1~2分钟后，锚固剂14完全搅拌均匀后即可停止。第二步，安装止浆塞，将锚索10插入止浆塞堵头上的锚索孔8内，将止浆塞9推入钻孔13中300mm深的位置处，固定好止浆塞9的位置后，将注浆管1穿过锚索托盘12的注浆管孔，安装好托盘12和锁具11，对锚索10施加150KN的预紧力。此时，止浆塞9中的充填材料7遇到钻孔13中的水即发生化学反应，膨胀变形，封闭钻孔。第三步，带压注浆，将注浆管1与注浆泵软管连接，将浆液注入到钻孔13中，待注浆压力达到2~3MPa时停止注浆。由于止浆塞9内的充填材料7的膨胀作用，将止浆塞9与锚索10和钻孔13的空隙完全封堵，使得高压注浆可以顺利实施。所述的封孔装置包括注浆管、上下堵头、内套、外套、上下铁箍、充填材料组成，所述的内套5通过强力胶水与上堵头3和下堵头3′粘接，堵头中间圆孔和内套锚索孔8对齐并密闭粘结，外套2通过上铁箍4和下铁箍4′固定在上堵头3和下堵头3′上，注浆管1插入上下堵头的圆孔中，注浆管1外壁通过强力胶水与堵头粘结，并起到止浆塞主体支柱的作用，在止浆塞内部装有封孔材料，用于封堵钻孔空隙。为了保证使用效果，所述的封孔装置，外套2选用硬质棉织物，外套内径54mm，厚2mm，长100mm。所述的内套5，长92mm，厚2mm，内套5的上下两端如花瓶状向外扩张，上下端部最终呈一水平面，便于与堵头3和3′通过强力胶水进行粘结。所述的堵头3和3′，为圆盘状，直径52mm，厚5mm，在盘的外边缘分别有一深2mm的凹槽6和6′，圆盘上部有两个圆孔，大圆孔为锚索孔，小圆孔为注浆管孔，直径10mm。所述的铁箍4和4′，为一圆形金属铁圈，外圈为一平面，铁箍内圈为半圆形状，铁箍将外套固定在堵头3和3′上，铁箍的半圆结构正好与堵头的凹槽相吻合。所述的注浆管为一般的塑胶软管，外径10mm，厚1.5mm，内径7mm，长度可根据实际需要进行调节。所述的充填材料7由硫铝酸盐、硅酸盐水泥及其辅助材料按照一定比例配合而成，具有较好的膨胀性和较高的凝固强度，能够将止浆塞与锚索和钻孔的空隙完全密闭，增大止浆塞与锚索钻孔壁的摩擦阻力，起到较好的封孔效果，便于实现带压注浆。本专利技术的使用情况是：在深井巷道底板打一个锚索钻孔13，并将钻孔内的水和钻渣排出，放入树脂锚固剂14，锚索10一端安装锚索搅拌头，将这一端插入钻孔13内，另一端插入锚索钻机内，启动钻机进行搅拌锚固剂14并不断将锚索10推进锚索钻孔13内，在锚索10末端距离底板平面150mm距离时停止转动，移走钻机。待底板锚索10锚固后，将锚索10端部插入止浆塞的锚索孔6内，将止浆塞9推入钻孔300mm深处即可，安装锚索托盘12，将注浆管1穿过托盘12的圆孔，在锚索末端安装锁具11。对锚索施加250KN的预紧力即停止，此时将露出托盘12的注浆管1与注浆泵的注浆管15相连接实施注浆。由于巷道底板容易积水，止浆塞内的充填材料遇水即发生化学反应，具有较好的膨胀性能，且在较短时间内即可实现较高强度，将止浆塞9与锚索10和钻孔13的空隙完全密闭，防止浆液漏出，实现高压注浆。本专利技术所用的注浆装置结构配合紧密，铁箍能够紧密的与堵头凹槽进行配合，进而将外套2牢固的固定在上下堵头上，注浆管1与上下堵头通过强力胶水进行粘结，构成该装置的主体支架。充填材料7具有遇水发生膨胀的作用，且具较高的强度。本专利技术的技术优势之一就是充分利用巷道底板容易积水的这一因素，节省操作工序。止浆塞9安装好后，巷道底板的水会流入到钻孔13内，止浆塞9遇水，其内部的充填材料7发生反应，迅速堵塞止浆塞9与锚索10和钻孔13的空隙，待浆液凝固后进行注浆作业。由于充填材料凝固强度较高，可实现锚索孔的高压注浆。本专利技术是一种煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法，操作方便，方法简单，保证了底板高预应力状态下锚索孔的快速封孔，为实现高压注浆固结巷道底板破碎岩体提供了有力保证，是煤矿底板巷道高预紧力锚索锚固技术上的一种创新，具有显著的经济和社会效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法，其特征在于，利用封孔装置，按以下步骤进行：第一步，打钻并锚固锚索，将钻头与钻杆末端相连接，将钻杆另一端与钻机连接，启动钻机实施钻进，待第一根钻杆将近完全进入钻孔（13）中时，停止钻进，利用中间连接套对钻杆进行加长，直到钻孔（13）深度满足实际需要即可，待钻孔（13）打好后，抽出钻杆，向钻孔中加入树脂锚固剂（14），将锚索（10）的一端安装上搅拌头并插入钻孔（13）中，另一端插入钻机内，启动钻机进行搅拌锚固剂（14），搅拌1~2分钟后，锚固剂（14）完全搅拌均匀后即可停止；第二步，安装止浆塞，将锚索（10）插入止浆塞堵头上的锚索孔（8）内，将止浆塞（9）推入钻孔（13）中300mm深的位置处，固定好止浆塞（9）的位置后，将注浆管（1）穿过锚索托盘（12）的注浆管孔，安装好托盘（12）和锁具（11），对锚索（10）施加150KN的预紧力，此时，止浆塞（9）中的充填材料（7）遇到钻孔（13）中的水即发生化学反应，膨胀变形，封闭钻孔（13）；第三步，带压注浆，将注浆管（1）与注浆泵软管连接，将浆液注入到钻孔（13）中，待注浆压力达到2~3MPa时停止注浆，由于止浆塞（9）内的充填材料（7）的膨胀作用，将止浆塞（9）与锚索（10）和钻孔（13）的空隙完全封堵，使得高压注浆可以顺利实施。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法，其特征在于，利用封孔装置，按以下步骤进行：第一步，打钻并锚固锚索，将钻头与钻杆末端相连接，将钻杆另一端与钻机连接，启动钻机实施钻进，待第一根钻杆将近完全进入钻孔（13）中时，停止钻进，利用中间连接套对钻杆进行加长，直到钻孔（13）深度满足实际需要即可，待钻孔（13）打好后，抽出钻杆，向钻孔中加入树脂锚固剂（14），将锚索（10）的一端安装上搅拌头并插入钻孔（13）中，另一端插入钻机内，启动钻机进行搅拌锚固剂（14），搅拌1~2分钟后，锚固剂（14）完全搅拌均匀后即可停止；第二步，安装止浆塞，将锚索（10）插入止浆塞堵头上的锚索孔（8）内，将止浆塞（9）推入钻孔（13）中300mm深的位置处，固定好止浆塞（9）的位置后，将注浆管（1）穿过锚索托盘（12）的注浆管孔，安装好托盘（12）和锁具（11），对锚索（10）施加150KN的预紧力，此时，止浆塞（9）中的充填材料（7）遇到钻孔（13）中的水即发生化学反应，膨胀变形，封闭钻孔（13）；第三步，带压注浆，将注浆管（1）与注浆泵软管连接，将浆液注入到钻孔（13）中，待注浆压力达到2~3MPa时停止注浆，由于止浆塞（9）内的充填材料（7）的膨胀作用，将止浆塞（9）与锚索（10）和钻孔（13）的空隙完全封堵，使得高压注浆可以顺利实施。2.根据权利要求1所述的煤矿巷道底板锚索孔注浆封孔方法，其特征在于，所述的封孔装置包括注浆管、上堵头、下堵头、外套、上铁箍、下铁箍、内套，其特征在于内套（5）通过强力胶水与上堵头（3）和下堵头（3′）进行粘结，外套（2）通过上铁箍（4）和下铁箍（4′）固定在上下堵头上，铁箍的内圈半圆体与堵头的凹槽配合，固定外套（5），注浆管（1）插入上下堵头的小圆孔中，注浆管（1）通过强力胶水与上堵头（3）和下堵头（3′）固定在一起，并用胶水将注浆管和注浆孔圆周粘结密实。3.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，程利兴，李梦珍，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41