本发明专利技术涉及一种可注浆的实心锚杆支护装置及网状锚杆支护结构，属于煤矿井巷支护技术领域。包括支护架和实心锚杆以及辅助注浆封孔装置，支护架包括圆形支护底板，支护底板外侧均匀连接数个内连接臂，内连接臂另一端通过铰链连接装置与承压垫板连接，每两个相邻承压垫板之间设有外连接臂，每个外连接臂的中间部位设有连接卡扣，将每个支护架连接在一起组成网状的支护结构。在承压垫板中间位置和支护底板中间位置均设有锚杆孔，钢制套管固定在锚杆孔内，实心锚杆杆体固定在钢制套管内，在实心锚杆杆体前部有三个螺旋端，在杆体螺旋端内部装有数个铆钉，实心锚杆杆体末端与辅助注浆封孔装置相连。本发明专利技术能有效提高支护的稳定性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种可注浆的实心锚杆支护装置及网状锚杆支护结构
本专利技术涉及一种可注浆的实心锚杆支护装置及网状锚杆支护结构，属于煤矿井巷支护
技术介绍
锚杆支护技术在煤矿支护领域起着极为重要的作用，具有明显的经济技术效益，因此被广泛推广应用。近年来，随着煤矿开采深度的增加，在很多矿井都能够遇到软岩大变形巷道，此类巷道原岩应力高，应力扰动复杂，且多数巷道要承受一次或者多次采掘扰动。复杂的开采条件直接影响了锚杆锚固性能和支护性能，对围岩支护的效果产生了严重的影响：1.目前在巷道的支护上往往采用单个锚杆进行固定，单个锚杆受力有限，当锚杆受力超过自身强度时，将会发生锚杆突然断裂，因此往往会出现锚索失效的现象，支护的稳定性和可靠性较低。2.生产力水平对锚注一体化有更高的要求，在较破碎的地质环境下，巷道支护要求兼顾锚杆支护与注浆。为解决现有煤矿锚杆锚固技术中存在的问题，国内近年来研制出了注浆锚杆，目前国内的注浆锚杆主要分为两种，一是中空注浆锚杆，二是组合式注浆锚杆。现有的中空注浆锚杆的杆体为中空结构，锚杆杆体由钢管加工而成。中空注浆锚杆在一定程度上克服了现有锚杆的不足，但是中空锚杆也存在如下问题：1.锚杆强度低，采用中空杆体，严重降低了锚杆的破断力。2.注浆压力低达不到注浆效果，由于采用挤压式封孔，注浆压力不能过大，封孔长度及封孔质量都受到一定限制，影响锚固及注浆效果。3.中空注浆锚杆成本较高，由于加工中空注浆锚杆杆体采用无缝钢管或焊管加工，而且加工中空注浆锚杆工艺相对较复杂，所以中空注浆锚杆要比普通实心锚杆价格高30%以上。组合式注浆锚杆杆体的前端为实心杆体，后端为中空杆体，前后端用连接套连接，但现有的组合式注浆锚杆不适用破碎、松软的煤矿巷道围岩支护，主要存在如下问题：1.组合锚杆均采用锥形止浆塞，在锚杆孔孔口进行封孔止浆，当围岩破碎时浆液易从钻孔周围漏浆，达不到注浆加固的目的。2.组合式注浆锚杆比中空注浆锚杆增加了连接套，连接套与孔壁之间应具有一定的间隙确保浆液流动，这就要求施工的钻孔直径相对要大，大孔径的钻孔施工将影响打眼速度，此外组合式注浆锚杆加工复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是要克服现有技术中存在的不足之处，提供一种适应性强、支护面积大、支护稳定性高、止浆效果好的可注浆的实心锚杆支护装置及网状锚杆支护结构，适用于软岩、破碎带和高应力区巷道支护，特别适用于两帮和底板的深孔支护。本专利技术采用的技术方案是：一种可注浆的实心锚杆支护装置，包括支护架、实心锚杆1以及辅助注浆封孔装置，所述支护架包括圆形支护底板2，支护底板2外侧均匀连接有多个内连接臂7，内连接臂7一端通过铰链连接装置与支护底板2活动连接，另一端通过铰链连接装置与承压垫板8中部活动相连，每两个相邻承压垫板8之间通过外连接臂9连接；支护底板2中间位置和承压垫板8中间位置均设有锚杆孔Ⅰ，钢制套管11固定在锚杆孔Ⅰ内，实心锚杆1的杆体固定在钢制套管11内，实心锚杆1杆体前部内侧间隔设有三个杆体螺旋端1-1，钢制套管11上和杆体螺旋端1-1对应的管壁上间隔交替设置多个注浆小孔12及铆钉孔13，杆体螺旋端1-1包括多片扇叶，相邻两扇叶之间活动放置有与铆钉孔13对应的铆钉14，杆体螺旋端1-1旋转90度后，铆钉14通过钢制套管11上的铆钉孔13嵌入岩层，实心锚杆1杆体末端与辅助注浆封孔装置相连，辅助注浆封孔装置包括环形注浆垫板18、拱形托盘19、注浆口20、密封塞21、注浆杯22和锥形止浆塞23，环形注浆垫板18固定在支护底板2和承压垫板8上方且位于钢制套管11外围，拱形托盘19安装在环形注浆垫板18上方且二者之间形成注浆空间，拱形托盘19一侧设有注浆口20，密封塞21用于密封注浆口20，钢制套管11的末端开口处套有注浆杯22，注浆杯22的底部位于拱形托盘19上方，注浆杯22中部设有锚杆通孔，末端设有锥形塞孔，锥形止浆塞23塞入锥形塞孔内，锥形止浆塞23上部设有安装在实心锚杆1上的螺母24，钢制套管11末端管壁上设有与注浆空间连通的注浆孔16，注浆孔16、钢制套管11内腔及杆体螺旋端1-1中相邻两扇叶之间空隙形成注浆通道17；外连接臂9和连接卡扣10的中间连接位置均设有锚杆孔Ⅱ，薄壁钢管25固定在锚杆孔Ⅱ内，辅助锚杆26固定在薄壁钢管25内，薄壁钢管25前端的管壁上间隔切有管缝，辅助锚杆26前部设有杆体膨胀端26-1，薄壁钢管25的末端端口处套有拱形垫板27，拱形垫板27固定在连接卡扣10上方且其中间设有辅助锚杆通孔，辅助锚杆通孔与薄壁钢管25接触处垫有半球形垫圈28，半球形垫圈28的上方设有安装在辅助锚杆26上的螺母24。具体地，所述的铰链连接装置包括铰链三爪端3、铰链两爪端4、螺栓5、锁件6，连接，铰链三爪端3、铰链两爪端4分别固定在需要活动连接的两个装置上，螺栓5穿过铰链三爪端3和铰链两爪端4中部的孔，螺栓5两端均由锁件6固定。优选地，所述的环形注浆垫板18下部设有插入钻孔内的折弯部。具体地，所述钢制实心锚杆1全长3米，每个杆体螺旋端1-1长30cm，直径为10cm，相邻两个杆体螺旋端1-1之间的距离为0.7米，钢制套管11全长2.7米，注浆小孔12和铆钉孔13的直径均为3.1cm，铆钉14为钢制的尾部带磁铆钉，铆钉14全长10cm，直径为3cm。优选地，所述的支护底板2、内连接臂7、承压垫板8、外连接臂9、整体连接臂29均为钢板。优选地，所述的杆体螺旋端1-1外径与钢制套管11内径、辅助锚杆26外径与薄壁钢管25内径之间均为间隙配合，配合间隙为1mm。优选地，所述的注浆口20为管壁上带有螺纹钢制的环形管。优选地，所述的密闭塞21、锥形止浆塞23的材料为橡胶。一种网状锚杆支护结构，包括多个连接底板30、多个整体连接臂29及多个所述的可注浆的实心锚杆支护装置，每个外连接臂9的中间位置设有连接卡扣10，每个连接卡扣10上设有两个锚杆孔Ⅱ，相邻两可注浆的实心锚杆支护装置的外连接臂9通过连接卡扣10连接在一起，每个连接底板30外侧均通过铰链连接装置均匀铰接有多个整体连接臂29，每一个整体连接臂29的另一端均通过铰链连接装置与一个可注浆的实心锚杆支护装置中的承压垫板8铰接；外连接臂9和连接卡扣10的中间连接位置均设有锚杆孔Ⅱ，薄壁钢管25固定在锚杆孔Ⅱ内，辅助锚杆26固定在薄壁钢管25内，薄壁钢管25前端的管壁上间隔切有管缝，辅助锚杆26前部设有杆体膨胀端26-1，薄壁钢管25的末端端口处套有拱形垫板27，拱形垫板27固定在连接卡扣10上方且其中间设有辅助锚杆通孔，辅助锚杆通孔与薄壁钢管25接触处垫有半球形垫圈28，半球形垫圈28的上方设有安装在辅助锚杆26上的螺母24。优选地，所述的薄壁钢管25前端管缝的长度与杆体膨胀端26-1的长度相同。本专利技术的有益技术效果是：1、支护架的结构设计合理、方便安装，增加了支护面积。2、铰链连接装置可沿螺栓轴向弯折，适应现场工作环境。3、在支护垫板2中间位置和承压底板8中间位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可注浆的实心锚杆支护装置，其特征在于：包括支护架、实心锚杆（1）以及辅助注浆封孔装置，所述支护架包括圆形支护底板（2），支护底板（2）外侧均匀连接有多个内连接臂（7），内连接臂（7）一端通过铰链连接装置与支护底板（2）活动连接，另一端通过铰链连接装置与承压垫板（8）中部活动相连，每两个相邻承压垫板（8）之间通过外连接臂（9）连接；/n支护底板（2）中间位置和承压垫板（8）中间位置均设有锚杆孔Ⅰ，钢制套管（11）固定在锚杆孔Ⅰ内，实心锚杆（1）的杆体固定在钢制套管（11）内，实心锚杆（1）杆体前部内侧间隔设有三个杆体螺旋端（1-1），钢制套管（11）上和杆体螺旋端（1-1）对应的管壁上间隔交替设置多个注浆小孔（12）及铆钉孔（13），杆体螺旋端（1-1）包括多片扇叶，相邻两扇叶之间活动放置有与铆钉孔（13）对应的铆钉（14），实心锚杆（1）杆体末端与辅助注浆封孔装置相连，辅助注浆封孔装置包括环形注浆垫板（18）、拱形托盘（19）、注浆口（20）、密封塞（21）、注浆杯（22）和锥形止浆塞（23），环形注浆垫板（18）固定在支护底板（2）和承压垫板（8）上方且位于钢制套管（11）外围，拱形托盘（19）安装在环形注浆垫板（18）上方且二者之间形成注浆空间，拱形托盘（19）一侧设有注浆口（20），密封塞（21）用于密封注浆口（20），钢制套管（11）的末端开口处套有注浆杯（22），注浆杯（22）的底部位于拱形托盘（19）上方，注浆杯（22）中部设有锚杆通孔，末端设有锥形塞孔，锥形止浆塞（23）塞入锥形塞孔内，锥形止浆塞（23）上部设有安装在实心锚杆（1）上的螺母（24），钢制套管（11）末端管壁上设有与注浆空间连通的注浆孔（16），注浆孔（16）、钢制套管（11）内腔及杆体螺旋端（1-1）中相邻两扇叶之间空隙形成注浆通道（17）。/n...
【技术特征摘要】
1.一种可注浆的实心锚杆支护装置，其特征在于：包括支护架、实心锚杆（1）以及辅助注浆封孔装置，所述支护架包括圆形支护底板（2），支护底板（2）外侧均匀连接有多个内连接臂（7），内连接臂（7）一端通过铰链连接装置与支护底板（2）活动连接，另一端通过铰链连接装置与承压垫板（8）中部活动相连，每两个相邻承压垫板（8）之间通过外连接臂（9）连接；
支护底板（2）中间位置和承压垫板（8）中间位置均设有锚杆孔Ⅰ，钢制套管（11）固定在锚杆孔Ⅰ内，实心锚杆（1）的杆体固定在钢制套管（11）内，实心锚杆（1）杆体前部内侧间隔设有三个杆体螺旋端（1-1），钢制套管（11）上和杆体螺旋端（1-1）对应的管壁上间隔交替设置多个注浆小孔（12）及铆钉孔（13），杆体螺旋端（1-1）包括多片扇叶，相邻两扇叶之间活动放置有与铆钉孔（13）对应的铆钉（14），实心锚杆（1）杆体末端与辅助注浆封孔装置相连，辅助注浆封孔装置包括环形注浆垫板（18）、拱形托盘（19）、注浆口（20）、密封塞（21）、注浆杯（22）和锥形止浆塞（23），环形注浆垫板（18）固定在支护底板（2）和承压垫板（8）上方且位于钢制套管（11）外围，拱形托盘（19）安装在环形注浆垫板（18）上方且二者之间形成注浆空间，拱形托盘（19）一侧设有注浆口（20），密封塞（21）用于密封注浆口（20），钢制套管（11）的末端开口处套有注浆杯（22），注浆杯（22）的底部位于拱形托盘（19）上方，注浆杯（22）中部设有锚杆通孔，末端设有锥形塞孔，锥形止浆塞（23）塞入锥形塞孔内，锥形止浆塞（23）上部设有安装在实心锚杆（1）上的螺母（24），钢制套管（11）末端管壁上设有与注浆空间连通的注浆孔（16），注浆孔（16）、钢制套管（11）内腔及杆体螺旋端（1-1）中相邻两扇叶之间空隙形成注浆通道（17）。
2.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚杆支护装置，其特征在于：所述的铰链连接装置包括铰链三爪端（3）、铰链两爪端（4）、螺栓（5）、锁件（6），连接，铰链三爪端（3）、铰链两爪端（4）分别固定在需要活动连接的两个装置上，螺栓（5）穿过铰链三爪端（3）和铰链两爪端（4）中部的孔，螺栓（5）两端均由锁件（6）固定。
3.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚杆支护装置，其特征在于：所述的环形注浆垫板（18）下部设有插入钻孔内的折弯部。
4.根据权利要求1所述的一种可注浆的实心锚杆支护装置，其特征在于：所述钢制实心锚杆（1）全长3米，每...
【专利技术属性】
技术研发人员：李克钢，徐港，秦庆词，李明亮，刘博，岳睿，李博文，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。