煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置，包括锚管、一次性钻头、托盘、螺母、锚固剂A料注浆组件、锚固剂B料注浆组件和浆料混合三通接头，一次性钻头同轴线安装在锚管前端部，一次性钻头和锚管伸入到钻孔内，锚管后端伸出钻孔，托盘套在锚管上，螺母螺纹连接在锚管后端部，螺母后端与托盘前端压接，一次性钻头和锚管内部开设有前后通透的注浆中心通道，浆料混合三通接头的出口端与锚管后端口连接，浆料混合三通接头的两个进口端分别与锚固剂A料注浆组件和锚固剂B料注浆组件的出料口连接。本实用新型专利技术工艺简单、操作灵活、施工效率高，节省了钻杆钻进及退杆的工序，方便输送锚固剂，锚固剂注入后形成的树脂环厚度均匀，锚固效果好。锚固效果好。锚固效果好。
【技术实现步骤摘要】
煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置
[0001]本技术属于矿业工程
，具体涉及一种煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置。
技术介绍
[0002]以锚杆为主体的锚网索是煤矿井下巷道最常用的支护技术，占比超过90%。每年施工的锚杆以百万计，因此提高锚杆的施工效率，意义重大。
[0003]锚杆长度一般为2m左右，主要用于巷道顶板和两帮的锚固，目前的施工过程为：使用锚杆钻机或掘锚机钻臂打孔，钻杆长度一般为1.0~2.0m，因此一般锚杆钻孔需要使用1~3个钻杆，完成钻孔施工，然后逐个退出钻杆；将锚固剂送入钻孔，使用钻机推动锚杆将锚固剂推入孔底，旋转搅动，锚固剂凝固后，然后加装托盘和螺丝旋转拧紧完成锚固。单个锚杆的施工时间在5~10分钟左右。当锚固区域的煤岩体较破碎或应力较高时，锚杆钻孔施工完成退出钻杆后，钻孔会发生变形甚至塌孔，造成锚固剂和锚杆送入困难或者废孔。因此，锚杆施工工序多，时间长，锚固剂、锚杆自动对准钻孔、自动推入困难是现有技术的主要缺点，也是制约煤矿井下自动锚固技术应用的关键环节。
技术实现思路
[0004]本技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简单、施工工序少、效率高、锚固效果好的煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置，包括锚管、一次性钻头、托盘、螺母、锚固剂A料注浆组件、锚固剂B料注浆组件和浆料混合三通接头，一次性钻头同轴线安装在锚管前端部，一次性钻头和锚管伸入到钻孔内，锚管后端伸出钻孔，托盘套在锚管上，螺母螺纹连接在锚管后端部，螺母后端与托盘前端压接，一次性钻头和锚管内部开设有前后通透的注浆中心通道，浆料混合三通接头具有一个出口端和两个进口端，浆料混合三通接头的出口端与锚管后端口连接，浆料混合三通接头的两个进口端分别与锚固剂A料注浆组件和锚固剂B料注浆组件的出料口连接。
[0006]一次性钻头后端伸入并螺纹连接在锚管前端口内；锚管后端部在外螺纹的后侧为第一外六棱结构。
[0007]浆料混合三通接头包括第一进料管、第二进料管和出料管，第一进料管的出口端、第二进料管的出口端和出料管的进口端连接形成Y型结构，第一进料管出口端和第二进料管关于出料管中心线对称，第一进料管出口端和第二进料管的夹角为锐角，出料管的进口端内部设有第一孔板，第一孔板上设有若干个第一过料孔，第一进料管出口端和第二进料管的出口端的连接处设有与第一孔板垂直并连接的第二孔板，第二孔板上设有若干个第二过料孔，出料管的出料端伸入并螺纹连接在锚管后端口内；与第一进料管连通的第一过料孔的中心线平行于第一进料管的中心线，与第二进料管连通的第一过料孔的中心线平行于第二进料管的中心线。
[0008]锚固剂A料注浆组件包括锚固剂A料桶和A料注浆泵，锚固剂A料桶通过A料注入管与浆料混合三通接头的第一进料管的进料口连接，A料注浆泵设置在A料注入管上。
[0009]锚固剂B料注浆组件包括锚固剂B料桶和B料注浆泵，锚固剂B料桶通过B料注入管与浆料混合三通接头的第二进料管的进料口连接，B料注浆泵设置在B料注入管上。
[0010]采用上述技术方案，本技术的煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置的锚固方法，包括以下步骤：
[0011]（1）使用锚杆钻机或掘锚钻臂，以锚管和一次性钻头作为钻进工具对煤岩层进行钻孔；
[0012]（2）锚管钻进完成后，将浆料混合三通接头的出料管与锚管后端口连接，锚固剂A料注浆组件的A料注入管出料口与第一进料管的进料口连接，锚固剂B料注浆组件的B料注入管出料口与第二进料管的进料口连接；
[0013]（3）启动锚固剂A料注浆组件的A料注浆泵和锚固剂B料注浆组件的B料注浆泵，A料注浆泵将锚固剂A料桶内的A料注入到钻孔底部，B料注浆泵将锚固剂B料桶内的B料注入到钻孔底部，待锚固剂注入量达到设定量后停止A料注浆泵和B料注浆泵；
[0014]（4）将浆料混合三通接头的出料管从锚管后端口内拧下；
[0015]（5）使用锚杆钻机或掘锚钻臂，驱动锚管旋转，锚管和钻头在旋转过程中使锚固剂A、B料混合均匀产生化学反应后、锚固剂将一次性钻头和锚管的锚固段粘接到钻孔内壁；
[0016]（6）等待锚固剂充分凝固后，将螺母拧紧到设计扭矩，螺母压紧托盘，托盘压紧钻孔孔口处的巷道壁，施加锚固预紧力，完成锚固施工作业。
[0017]步骤（1）的具体过程为：钻进前中将托盘、螺母先安装锚管上，使用第一花键转换器与钻机或钻臂的旋转机构连接，对锚管施加扭矩，完成锚管钻进的施工；第一花键转换器的一端为连接钻机或钻臂旋转机构的第二外六棱结构，第一花键转换器的另一端内孔的孔壁设置第一花键内齿，锚管后端部的第一外六棱结构插接到第一花键转换器内孔与第一花键内齿啮合传递扭矩。
[0018]步骤（3）中A料注浆泵与B料注浆泵的流量根据具体型号锚固剂的配比而定，或者直接使用比例双液注浆泵来实现A、B料的配比；
[0019]步骤（3）中A料和B料在通过浆料混合三通接头时，预先进行初步的混合，具体混合方式为，第一进料管内的A料有一部分通过第二孔板上的第二过料孔进入到第二进料管内与B料混合，第二进料管内的B料有一部分通过第二孔板上的第二过料孔进入到第一进料管内与A料混合；A料和B料通过第一孔板上的第一过料孔进入到出料管内，由于第一过料孔倾斜设置，A料和B料在通过第一过料孔后在出料管内也进行一定的混合，最后通过注浆中心通道从一次性钻头的前端口进入到钻孔的孔底，进而充填一次性钻头、钻杆与钻孔内壁之间的环腔。
[0020]步骤（5）中使用锚杆钻机或掘锚钻臂驱动锚管旋转也采用步骤（1）中所使用的第一花键转换器。
[0021]步骤（6）中将螺母拧紧到设计扭矩，采用第二花键转换器作为扭矩传递件，第二花键转换器为杆状结构，中心设有通透的内孔，第二花键转换器一端为连接钻机或钻臂旋转机构的第三外六棱结构，第二花键转换器内孔另一端的孔壁设置第二花键内齿，锚管后端部的第一外六棱结构伸入到第二花键转换器的内孔，第二花键内齿与螺母外六棱啮合，钻
机或钻臂旋转机构通过第二花键转换器驱动螺母旋转施加预紧力。
[0022]锚管钻进后，锚固剂A料注浆组件和锚固剂B料注浆组件分别将锚固剂A料和B料注射到锚管内孔并经一次性钻头内孔流出，在通过浆料混合三通接头时A料和B料进行初步混合，充满锚固段钻孔内壁和锚管外圆之间的环形间隙，通过第一花键转换器驱动锚管继续旋转实现对锚固剂的搅拌混合，直到混合均匀后停止锚管旋转，锚固剂凝固后，切换第二花键转换器将螺母预紧托盘，从而实现了锚管的自钻机快速锚固。
[0023]本技术将煤矿常用的锚杆改为中空结构的锚管，实现了煤矿用锚管的自钻进和快速锚固，将现有锚杆施工的钻杆分段钻进、分段退钻杆、推入锚固剂（必要时还要二次推入）、拧紧锚固等复杂工序简化为锚管自钻进、锚固剂注入、拧紧锚固三个工序，减少了钻杆分段钻入、分段退杆及锚固剂推送的环节，大大节省了锚杆施工时间，提高了施工效率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置，其特征在于：包括锚管、一次性钻头、托盘、螺母、锚固剂A料注浆组件、锚固剂B料注浆组件和浆料混合三通接头，一次性钻头同轴线安装在锚管前端部，一次性钻头和锚管伸入到钻孔内，锚管后端伸出钻孔，托盘套在锚管上，螺母螺纹连接在锚管后端部，螺母后端与托盘前端压接，一次性钻头和锚管内部开设有前后通透的注浆中心通道，浆料混合三通接头具有一个出口端和两个进口端，浆料混合三通接头的出口端与锚管后端口连接，浆料混合三通接头的两个进口端分别与锚固剂A料注浆组件和锚固剂B料注浆组件的出料口连接。2.根据权利要求1所述的煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置，其特征在于：一次性钻头后端伸入并螺纹连接在锚管前端口内；锚管后端部在外螺纹的后侧为第一外六棱结构。3.根据权利要求1所述的煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置，其特征在于：浆料混合三通接头包括第一进料管、第二进料管和出料管，第一进料管的出口端、第二进料管的出口端和出料管的进口端连接形成Y型结构，第一进料管出...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁瑞甫，李化敏，童景琳，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：
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