一种泥质巷道锚固钻孔设备及巷道锚固方法技术

本发明专利技术公开的一种泥质巷道锚固钻孔设备及巷道锚固方法，涉及泥质巷道锚固技术领域。该设备包括钻机、高聚非极性冲孔液以及冲孔液循环利用装置；冲孔液循环利用装置包括集液装置、过滤装置与增压装置；集液装置包括孔口遮罩、混合浆液导管以及集液箱；过滤装置包括过滤筛和冲孔液箱；增压装置包括用于泵送冲孔液箱内冲孔液至钻机的增压泵。本发明专利技术采用高聚非极性材料作为锚固工艺中的冲孔液，避免了钻孔过程中水这一因素对泥质围岩的弱化作用；且该冲孔液在钻孔施工过程中不仅起到冲出破碎岩屑的作用，还可以侵入孔壁内部相当一定范围，形成非极性保护层，抵抗水源对锚固结构的侵入弱化，提升泥质围岩疏水性的同时有利于保障其锚固结构的长期稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种泥质巷道锚固钻孔设备及巷道锚固方法
本专利技术涉及泥质巷道锚固
，具体涉及一种泥质巷道锚固钻孔设备及巷道锚固方法。
技术介绍
泥质弱胶结岩体在我国各个矿区分布广泛，泥质弱胶结岩体的稳定性受水这一因素影响极为明显。锚杆(索)支护技术的广泛应用在很大程度上提高了相关地下工程的稳定性，但是在泥质弱胶结岩体赋存环境下，锚杆(索)支护系统锚固效果不佳，极易失效。这主要是因为无论在自然地质环境下，或是目前的施工过程中，水的存在与使用不可避免，水与泥质弱胶结岩体接触相互作用后，会导致泥化、弱化等问题，极大程度上影响围岩的稳定性。传统锚杆(索)施工工艺，钻孔过程中，常用水作冲孔液，造成水与泥质弱胶结岩体的直接接触，扰动了泥质弱胶结岩体干燥环境下的稳定状态，潮湿、疏松的钻孔壁，影响锚杆(索)的施工质量，并且伴随时间效应，影响锚固单体的稳定性，从而危及整个锚固结构，严重影响工程质量，对人员的生命安全保障有极大隐患。此外，由于泥质巷道锚固效果不佳，需要附加其它如支柱、钢梁、钢带等支护组件进行控制，不仅增加了施工周期，也提高了成本投入，耗费时间人力与物力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术公开了一种泥质巷道锚固钻孔设备及巷道锚固方法，该工艺对传统钻孔设备进行改良，使其适应以高聚非极性材料作为冲孔液的施工要求，可避免了施工过程中水对锚固作业的影响，同时改良了泥质围岩中关键矿物组分的亲水性，保证了锚固质量和支护强度，减少了其他被动支护组件的使用，提高施工效率的同时减少了材料投入和工程修复的人工投入，节约大量工程资本。根据本专利技术的目的提出的一种泥质巷道锚固钻孔设备，包括钻机和冲孔液，所述冲孔液为高聚非极性冲孔液；所述设备还包括冲孔液循环利用装置，所述冲孔液循环利用装置包括集液装置、过滤装置与增压装置；所述集液装置包括孔口遮罩、混合浆液导管以及集液箱；所述孔口遮罩嵌套于钻机钢钎外，紧贴孔口设置；所述混合浆液导管连接孔口遮罩与集液箱；所述过滤装置包括过滤筛和冲孔液箱；所述过滤筛可拆卸固定安装于集液箱和冲孔液箱之间，以过滤集液箱内冲孔液；所述冲孔液箱用于盛装过滤后的冲孔液；所述增压装置包括增压泵，所述增压泵与冲孔液箱之间通过单向阀连接，用于泵送冲孔液至钻机。优选的，所述集液箱底部呈漏斗状，设置有排渣口。优选的，所述过滤筛为液压油滤芯。优选的，所述冲孔液箱顶部设有用于补充冲孔液的注液孔，底部设有用于排出冲孔液的泄液口。优选的，所述增压装置还包括用于监测增压泵泵送压力的压力传感器以及与压力传感器电连接获取压力信息以控制增压泵泵送压力的控制表盘。本专利技术另外公开的一种使用上述泥质巷道锚固钻孔设备进行巷道锚固的方法，包括以下步骤：步骤一：设备检查；检查工作管路、动力阀门、冲孔液阀门、压力传感器、控制表盘，确保其处于正常工作状态。步骤二：架设钻孔设备；根据所需钻孔要求架设凿岩机，调整钢钎方向，调整孔口遮罩边缘，使其与壁面贴合。步骤三：开机钻孔；S1.打开动力阀门，控制钢钎运动；打开冲孔液阀门，输入冲孔液；S2.钻孔中流出的岩屑混合浆液经孔口遮罩回流至集液箱，再经过滤筛过滤后进入冲孔液箱，由增压泵泵送至工作管路；S3.钻孔完毕后，关闭增压泵、动力阀门、冲孔液阀门，取出钻杆。步骤四：装锚杆(索)；根据锚固需求选用相应型号、数量树脂锚固剂药卷，搅拌器带动锚杆充分搅拌药卷；安装托盘，并施加预紧力。步骤五：继续完成其他支护工序。步骤六：清理设备。优选的，步骤六中设备清理方法为：S1.分离动力管路、外接冲孔液管路与钻孔设备主体的连接；S2.再次打开增压泵，加快集液箱内混合浆液过滤速度；S3.由注液孔向冲孔液箱内注入纯净冲孔液，再通过泄液口排出后拧上泄液口盖；S4.清洗外接设备中孔口遮罩表面的岩屑，以及集液箱内积淀岩屑，拆除过滤筛，分别清理收纳。与现有技术相比，本专利技术公开的一种泥质巷道锚固钻孔设备及巷道锚固方法的优点是：(1)本专利技术采用高聚非极性材料作为锚固工艺中的冲孔液，直接避免了钻孔过程中水这一因素对泥质围岩的弱化作用。而且，该冲孔液在钻孔施工过程中不仅起到冲出破碎岩屑的作用，还可以侵入孔壁内部相当一定范围，形成非极性保护层，抵抗水源对锚固结构的侵入弱化，提升了泥质围岩疏水性的同时，有利于保障其锚固结构的长期稳定。(2)本专利技术实现了符合目标需求前提下对现有工业设备基础的最小化改良，依据现有钻孔设备的运作特性，精确把握关键环节，基于现有设备基础增添改良工作装置，以满足泥质巷道围岩锚固工艺需求，极大程度上减少了生产投入，避免了现场基础作业条件的改变，如地面至井下各类管路的敷设，同时保证了冲孔液循环利用装置与现有钻孔设备的通配性。(3)本专利技术通过冲孔液循环利用装置能够最大程度收集冲孔液-岩屑混合浆，高效过滤、回收满足工作条件的冲孔液体重新进入工作管路，极大程度提高了材料利用率，降低了锚固工艺所需的基础材料费用。(4)本专利技术中树脂是不易溶于水的有机化合物，而所使用冲孔液属于有机溶剂的范畴，体现憎水性的同时又不影响与树脂的亲和，同时锚固剂可以以冲孔液为介质快速扩散至孔壁表面微裂隙中，提升树脂锚固剂的锚固效果。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术公开的一种泥质巷道锚固钻孔设备结构图。图2为冲孔液循环利用装置结构图。图中的数字或字母所代表的零部件名称为：1-钻机；2-钻孔；3-冲孔液-岩屑混合浆液；4-集液装置；41-孔口遮罩；42-混合浆液导管；43-集液箱；44-排渣口；5-过滤装置；51-过滤筛；52-冲孔液箱；53-注液孔；54-泄液口；6-增压装置；61-增压泵；62-压力传感器；63-控制表盘；64-单向阀；7-动力管路；8-外接冲孔液管路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。图1-图2示出了本专利技术较佳的实施例，分别从不同的角度对其进行了详细的剖析。如图1所示的一种泥质巷道锚固钻孔设备，包括钻机、冲孔液以及冲孔液循环利用装置。其中，冲孔液为高聚非极性冲孔液，在钻孔施工过程中不仅起到冲出破碎岩屑的作用，还可以侵入孔壁内部相当一定范围，形成非极性保护层，抵抗水源对锚固结构的侵入弱化，提升了泥质围岩疏水性的同时，有利于保障其锚固结构的长期稳定。高聚非极性冲孔液其组分主要是不同的高聚大分子，具有非极性的特点，与水亲和性极差，故可抵抗水源对锚固结构的侵入弱化。冲孔液循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥质巷道锚固钻孔设备，包括钻机(1)和冲孔液，其特征在于，所述冲孔液为高聚非极性冲孔液；所述设备还包括冲孔液循环利用装置，所述冲孔液循环利用装置包括集液装置(4)、过滤装置(5)与增压装置(6)；所述集液装置(4)包括孔口遮罩(41)、混合浆液导管(42)以及集液箱(43)；所述孔口遮罩(41)嵌套于钻机钢钎外，紧贴孔口设置；所述混合浆液导管(42)连接孔口遮罩(41)与集液箱(43)；所述过滤装置(5)包括过滤筛(51)和冲孔液箱(52)；所述过滤筛(51)可拆卸固定安装于集液箱(43)和冲孔液箱(52)之间，以过滤集液箱(43)内冲孔液；所述冲孔液箱(52)用于盛装过滤后的冲孔液；所述增压装置(6)包括增压泵(61)，所述增压泵(61)与冲孔液箱(52)之间通过单向阀(64)连接，用于泵送冲孔液至钻机(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种泥质巷道锚固钻孔设备，包括钻机(1)和冲孔液，其特征在于，所述冲孔液为高聚非极性冲孔液；所述设备还包括冲孔液循环利用装置，所述冲孔液循环利用装置包括集液装置(4)、过滤装置(5)与增压装置(6)；所述集液装置(4)包括孔口遮罩(41)、混合浆液导管(42)以及集液箱(43)；所述孔口遮罩(41)嵌套于钻机钢钎外，紧贴孔口设置；所述混合浆液导管(42)连接孔口遮罩(41)与集液箱(43)；所述过滤装置(5)包括过滤筛(51)和冲孔液箱(52)；所述过滤筛(51)可拆卸固定安装于集液箱(43)和冲孔液箱(52)之间，以过滤集液箱(43)内冲孔液；所述冲孔液箱(52)用于盛装过滤后的冲孔液；所述增压装置(6)包括增压泵(61)，所述增压泵(61)与冲孔液箱(52)之间通过单向阀(64)连接，用于泵送冲孔液至钻机(1)。


2.根据权利要求1所述的一种泥质巷道锚固钻孔设备，其特征在于，所述集液箱(43)底部呈漏斗状，设置有排渣口(44)。


3.根据权利要求1所述的一种泥质巷道锚固钻孔设备，其特征在于，所述过滤筛(51)为液压油滤芯。


4.根据权利要求1所述的一种泥质巷道锚固钻孔设备，其特征在于，所述冲孔液箱(52)顶部设有用于补充冲孔液的注液孔(53)，底部设有用于排出冲孔液的泄液口(54)。


5.根据权利要求1所述的一种泥质巷道锚固钻孔设备，其特征在于，所述增压装置(6)还包括用于监测增压泵(61)泵送压力的压力传感器(62)以及与压力传感器(62)电连接获取压力信息以控制增压泵(61)泵送...

【专利技术属性】
技术研发人员：许嘉徽，李桂臣，杨森，孙长伦，荣浩宇，孙元田，李菁华，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32