减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法技术

减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，包括以下步骤，（1）、使用钻机连接普通钻杆在巷道壁划定位置后进行钻锚杆孔；（2）、卸下普通钻杆，换上扩孔钻杆与钻机连接，对锚杆孔的底部进行扩孔作业，扩孔作业结束后，退出扩孔钻杆；（3）、清理锚杆孔内的煤屑和岩屑；（4）、将锚杆插入到锚杆孔内，向锚杆孔内注入锚固剂；（5）、锚固剂凝固后，在锚杆上套上垫板并拧上螺母使垫板压紧巷道壁。本发明专利技术操作简单，成本较低，扩孔性能稳定，刀具能够主动张开并有效回收。能够有效解决锚杆与孔壁之间的滑移失稳造成的锚杆失效问题，能够改善矿井安全形势，提高矿井生产效率，对矿井实现安全高效开采与支护具有重要意义。

Bolt method for reducing slippage of bolt support

To reduce the loss of anchor bolt slip planting stabilization method, which includes the following steps: (1), use the drill drilling pipe connected to common bolt hole in the tunnel wall after the designated position; (2), remove the ordinary drill pipe, drill pipe and drill hole for connection to the bottom of the anchor hole reaming, reaming after the operation, exit reaming drill pipe; (3), clean up the bolt hole in coal and rock debris; (4), will be inserted into the anchor bolt hole, bolt hole injection to the anchoring agent; (5), anchoring agent after solidification on the bolt sleeve plate and screwed on the pressing plate tunnel wall. The invention has the advantages of simple operation, low cost and stable reaming performance, and the cutter can be actively opened and effectively recovered. To effectively solve the slippage between the bolt and the bolt hole wall instability caused by the failure, to improve mine safety situation, improve the production efficiency, to achieve safe and efficient mine mining and supporting has important significance.

【技术实现步骤摘要】
减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法
本专利技术属于巷道支护
，尤其涉及减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法。
技术介绍
锚杆用于井下巷道支护具有结构简单、施工方便、适应性强等特点。由此近年来锚杆支护已经成为巷道支护的主要方式，但是在锚杆支护的工程应用中锚杆的失效形式主要是支护过程中锚固过程中遇到孔壁上粘附的煤灰或破碎松软的围岩等时锚杆与孔壁之间的滑移失稳。鉴于锚杆滑移失稳问题，一些学者尝试采用锚杆孔扩孔方式来解决此类问题，但现有扩孔器材多为刀具部分被动张开切割岩石导致扩孔性能差，并且存在所扩孔不稳定，刀具回收难等问题。因此，提出一种使用方便，扩孔性能稳定的扩孔钻杆成为一个新方向。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，其利用机械螺纹传动原理实现将锚杆孔孔壁或孔底进行扩孔并使所扩孔呈倒圆锥形槽，再进行栽植并注入锚固剂填充作业，可以实现刀具的主动伸出与回收。能够实现在巷道锚固支护过程中对锚杆锚固力的提高，从而能提高锚杆锚固性，克服锚杆滑移失稳现象，最终实现矿井安全高效支护，提高矿井安全生产水平。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，包括以下步骤，（1）、使用钻机连接普通钻杆在巷道壁划定位置后进行钻锚杆孔；（2）、卸下普通钻杆，换上扩孔钻杆与钻机连接，对锚杆孔的底部进行扩孔作业，扩孔作业结束后，退出扩孔钻杆；（3）、清理锚杆孔内的煤屑和岩屑；（4）、将锚杆插入到锚杆孔内，向锚杆孔内注入锚固剂；（5）、锚固剂凝固后，在锚杆上套上垫板并拧上螺母使垫板压紧巷道壁。扩孔钻杆包括扩孔刀具、套管、推拉杆、钻机连接轴和推拉驱动套筒，推拉杆同轴向设置在套管内，假定套管和推拉杆均沿前后方向水平设置，扩孔刀具后端连接在推拉杆前端，套管前侧中心对称开设有两条均沿套管轴向方向开设的长孔，套管前端设置有用于驱动扩孔刀具伸出长孔径向张开的顶压结构，套管后端同轴向固定连接有内径大于套管的内螺纹管，推拉驱动套筒同轴向伸入并螺纹连接在内螺纹管内，推拉驱动套筒的后端设置有手柄，推拉杆后端依次穿过内螺纹管和推拉驱动套筒后与钻机连接轴前端同轴向固定连接，钻机连接轴外圆周设置有外螺纹结构；推拉杆上设置有位于内螺纹管内并与推拉驱动套筒前端顶压配合的驱动导块，驱动导块的最大回转半径大于推拉驱动套筒的内径且小于内螺纹管的内径，套管内壁固定设置有至少两个均套设在推拉杆外的导套，推拉杆的外径与导套的内径相等。顶压结构包括挡板和顶锥，挡板固定设置在套管的前端，顶锥后端部与挡板前侧面固定连接，扩孔刀具包括分别沿径向方向对应于一条长孔的第一扩孔刀片和第二扩孔刀片，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片的后端通过销轴铰接在推拉杆前端，顶锥呈前粗后尖的锥形结构，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片构成剪刀形状，顶锥后部伸入到第一扩孔刀片和第二扩孔刀片之间，销轴上套设有扭簧，扭簧的两个簧臂分别顶压第一扩孔刀片和第二扩孔刀片，在扭簧的作用下，顶锥分别与第一扩孔刀片和第二扩孔刀片压接配合，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片的外侧沿长度方向均设置有阶梯状的金刚石刀齿，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片的厚度均长孔的宽度适配。其中一个导套设置在长孔后侧，另一个导套设置在内螺纹管前侧。推拉驱动套筒内壁和推拉杆外壁之间设置有可更换的轴套。步骤（2）具体为：先把钻机连接轴与钻机的动力输出轴螺纹连接，然后将套管推入事先打好的锚杆孔内，拨动手柄转动，带动推拉驱动套筒旋转并沿内螺纹管向前移动，推拉驱动套筒推动驱动导块向前进，驱动导块带动推拉杆前移，推拉杆前端铰接的第一扩孔刀片和第二扩孔刀片向前移动，由于套管不动，随着第一扩孔刀片和第二扩孔刀片向前移动，套管前端的顶锥将第一扩孔刀片和第二扩孔刀片顶开并伸出两个长孔伸出，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片切入岩层；然后开动钻机，通过钻机连接轴高速旋转，钻机连接轴带动推拉杆旋转，推拉杆上的第一扩孔刀片和第二扩孔刀片随之旋转并带动套管旋转，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片上的金刚石刀齿将钻孔底部扩至一个圆锥形槽；停止钻机，反方向转动手柄，将第一扩孔刀片和第二扩孔刀片在扭簧的作用下沿长孔缩回到套管内，最后拔出套管即可完成扩孔作业的工作。步骤（2）具体为：在岩层过硬情况下，可先将推拉杆压到阻力较大时便开动钻机扩孔，然后停止钻机，接着再转动手柄使第一扩孔刀片和第二扩孔刀片继续张开，重复此过程两到三次即可实现扩孔。步骤（4）具体为：锚固剂注入到锚杆孔和圆锥形槽内后，旋转搅拌锚固剂使锚固剂与锚杆孔壁和锚杆充分接触并凝固。采用上述技术方案，本专利技术中的扭簧起到复位第一扩孔刀片和第二扩孔刀片到套管内的作用。导套和轴套均起到导向推拉杆前后移动的作用。其中长孔后侧的导块起到在扩孔过程中阻挡煤岩碎屑进入到套管内的作用。驱动导块的最大回转半径大于推拉驱动套筒的内径且小于内螺纹管的内径，这样可以限定向前移动的位置，即当驱动导块与套管后端接触时，就不能再向前移动了。另外，还可以在锚杆的外表面设置毛刺、凸起、凹槽等防滑结构，使锚固剂与毛刺、凸起、凹槽等防滑结构结合，起到良好的锚固定位作用。综上所述，本专利技术提供一种利用机械螺纹传动原理实现将锚杆孔孔壁或孔底进行扩孔的钻杆，本专利技术操作简单，成本较低，扩孔性能稳定，刀具能够主动张开并有效回收。能够有效解决锚杆与孔壁之间的滑移失稳造成的锚杆失效问题，能够改善矿井安全形势，提高矿井生产效率，对矿井实现安全高效开采与支护具有重要意义。附图说明图1为本专利技术中扩孔钻杆的整体结构示意图。图2为锚杆孔扩孔前的状态图；图3为锚杆孔扩孔后的状态图；图4为扩孔后锚固后状态图。具体实施方式如图1-图3所示，本专利技术的减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，包括以下步骤：（1）、使用钻机连接普通钻杆在巷道壁划定位置后进行钻锚杆孔18；（2）、卸下普通钻杆，换上扩孔钻杆与钻机连接，对锚杆孔18的底部进行扩孔作业，扩孔作业结束后，退出扩孔钻杆；（3）、清理锚杆孔18内的煤屑和岩屑；（4）、将锚杆插入到锚杆孔18内，向锚杆孔18内注入锚固剂21；（5）、锚固剂21凝固后，在锚杆上套上垫板并拧上螺母使垫板压紧巷道壁。扩孔钻杆包括扩孔刀具、套管1、推拉杆2、钻机连接轴3和推拉驱动套筒4，推拉杆2同轴向设置在套管1内，假定套管1和推拉杆2均沿前后方向水平设置，扩孔刀具后端连接在推拉杆2前端，套管1前侧中心对称开设有两条均沿套管1轴向方向开设的长孔5，套管1前端设置有用于驱动扩孔刀具伸出长孔5径向张开的顶压结构，套管1后端同轴向固定连接有内径大于套管1的内螺纹管6，推拉驱动套筒4同轴向伸入并螺纹连接在内螺纹管6内，推拉驱动套筒4的后端设置有手柄7，推拉杆2后端依次穿过内螺纹管6和推拉驱动套筒4后与钻机连接轴3前端同轴向固定连接，钻机连接轴3外圆周设置有外螺纹结构；推拉杆2上设置有位于内螺纹管6内并与推拉驱动套筒4前端顶压配合的驱动导块8，驱动导块8的最大回转半径大于推拉驱动套筒4的内径且小于内螺纹管6的内径，套管1内壁固定设置有至少两个均套设在推拉杆2外的导套9，推拉杆2的外径与导套9的内径相等。顶压结构包括挡板10和顶锥11，挡板10固定设置在套管1的前端，顶锥11后端部与挡板10前侧面固定连接，扩孔刀具包括分别沿径向方本文档来自技高网...

【技术保护点】
减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）、使用钻机连接普通钻杆在巷道壁划定位置后进行钻锚杆孔；（2）、卸下普通钻杆，换上扩孔钻杆与钻机连接，将扩孔钻杆推入锚杆孔内对锚杆孔的底部进行扩孔作业，扩孔作业结束后，退出扩孔钻杆；（3）、清理锚杆孔内的煤屑和岩屑；（4）、将锚杆插入到锚杆孔内，向锚杆孔内注入锚固剂；（5）、锚固剂凝固后，在锚杆上套上垫板并拧上螺母使垫板压紧巷道壁。

【技术特征摘要】
1.减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）、使用钻机连接普通钻杆在巷道壁划定位置后进行钻锚杆孔；（2）、卸下普通钻杆，换上扩孔钻杆与钻机连接，将扩孔钻杆推入锚杆孔内对锚杆孔的底部进行扩孔作业，扩孔作业结束后，退出扩孔钻杆；（3）、清理锚杆孔内的煤屑和岩屑；（4）、将锚杆插入到锚杆孔内，向锚杆孔内注入锚固剂；（5）、锚固剂凝固后，在锚杆上套上垫板并拧上螺母使垫板压紧巷道壁。2.根据权利要求1所述的减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，其特征在于：扩孔钻杆包括扩孔刀具、套管、推拉杆、钻机连接轴和推拉驱动套筒，推拉杆同轴向设置在套管内，假定套管和推拉杆均沿前后方向水平设置，扩孔刀具后端连接在推拉杆前端，套管前侧中心对称开设有两条均沿套管轴向方向开设的长孔，套管前端设置有用于驱动扩孔刀具伸出长孔径向张开的顶压结构，套管后端同轴向固定连接有内径大于套管的内螺纹管，推拉驱动套筒同轴向伸入并螺纹连接在内螺纹管内，推拉驱动套筒的后端设置有手柄，推拉杆后端依次穿过内螺纹管和推拉驱动套筒后与钻机连接轴前端同轴向固定连接，钻机连接轴外圆周设置有外螺纹结构；推拉杆上设置有位于内螺纹管内并与推拉驱动套筒前端顶压配合的驱动导块，驱动导块的最大回转半径大于推拉驱动套筒的内径且小于内螺纹管的内径，套管内壁固定设置有至少两个均套设在推拉杆外的导套，推拉杆的外径与导套的内径相等。3.根据权利要求2所述的减少锚杆支护滑移失稳的栽植锚杆方法，其特征在于：顶压结构包括挡板和顶锥，挡板固定设置在套管的前端，顶锥后端部与挡板前侧面固定连接，扩孔刀具包括分别沿径向方向对应于一条长孔的第一扩孔刀片和第二扩孔刀片，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片的后端通过销轴铰接在推拉杆前端，顶锥呈前粗后尖的锥形结构，第一扩孔刀片和第二扩孔刀片构成剪刀形状，顶锥后部伸入到第一扩孔刀片和第二扩孔刀片之间，销轴上套设有扭簧，扭簧的两个簧臂分别顶压第一扩孔刀片和第二扩孔刀片，在扭簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志怀，南华，王兵建，王帅，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41