本发明专利技术公开的一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置及其使用方法，属于巷道、隧道、隧洞等地下工程支护领域。包括锚杆和套筒，套筒内部设有塑性齿，利用锚杆端部的高强度螺母来挤压套筒内壁上的塑性齿，致其产生塑性破坏以实现该锚杆装置的让压特性；在围岩发生大变形时该装置可同步实现恒阻大变形，保证锚杆装置不发生破坏；该装置还可以分段注浆，通过锚杆外部固有的圆形隔绝盘和钢丝线拉动锚杆内部的分段止浆塞来实现局部分段注浆加固。该发明专利技术结构既能实现恒阻让压效果，又可以局部分段注浆，具有功能多样、恒定阻力、结构合理、经济适用的优点。优点。优点。
【技术实现步骤摘要】
一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及巷道、隧道、隧洞等地下工程支护领域，是一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]随着我国铁路和公路隧道、矿山巷道、水利水电及输水隧洞等地下工程建设的飞速发展，随着固体矿产开采深度和隧道、隧洞埋深的不断加大，面临的开采环境与工程地质条件愈加复杂。深部围岩巷道受“三高一扰动”影响易发生变形破坏，其支护问题成了深部开采及隧道工程建设的重要任务。
[0003]锚杆是一种广泛高效应用于地下工程支护领域的支护形式，为解决破碎围岩大变形的支护难题，就要求锚杆不仅能提供恒定的支护力，而且能产生较大的伸长变形以满足破碎围岩大变形的要求；除此之外，为解决破碎围岩强度低的问题，现有方法是使用注浆的方法来加固破碎围岩使之提高强度。但是在现场施工作业时，大量工程注浆后往往不知浆液流向何段、流向何处，即无法对局部破碎围岩进行精准加固，这便使注浆修复加固围岩的效益不佳；并且，施工现场常用的端部注浆加固方法受其注浆位置和设备的限制，注浆后需要预留钻孔，等待浆液固化后甚至需要二次钻孔才可使用锚杆进行加强锚固以保证锚杆对围岩的支护效果，时间过长、工序复杂且工作效率低，不仅影响了锚固效果而且现场的可行性极低。相比之下树脂锚固剂锚固固化时间短，锚固效果更优，能够克服以上不足。基于上述问题，亟需研制一种既能够提供恒定的支护力以有效控制围岩变形，又能够分段注浆以精准修复围岩裂隙、加固破碎围岩，还能够结合锚固剂锚固、注浆加固，使之作业同时进行的锚杆装置，即一种集功能多样、恒定阻力、结构合理、经济适用、变形让压功能于一身的锚杆装置以解决存在的工程技术难题，以实现破碎围岩“锚固—注浆”一体化作业。
技术实现思路
[0004]技术问题：本专利技术的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置及其使用方法，其不但能够提供恒定的支护力以有效控制围岩变形，又能够分段注浆以精准修复围岩裂隙、加固破碎围岩，还能够结合锚固剂锚固、注浆加固，使之作业同时进行。
[0005]技术方案：本专利技术的一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置及其使用方法，包括锚杆，锚杆上设有套筒；锚杆包括一体结构且外径相同的锚杆螺纹段、锚杆中空段和锚杆实心段，其中锚杆实心段设置在锚杆中空段的端部，锚杆螺纹段设置在锚杆中空段的尾部，锚杆螺纹段上设有用以安装托盘和防滑丝螺母的螺纹，锚杆中空段内轴向设有贯通锚杆螺纹段的通孔，通孔内设有能够在通孔中移动并封堵通孔的分段止浆塞、限位器和注浆钢管，其中分段止浆塞和注浆钢管分别设置在限位器两端，分段止浆塞上设有延伸至通孔外侧的钢丝线，锚杆中空段上间隔设有与通孔沟通的多个注浆孔，锚杆中空段的外侧间隔设有三个圆形隔绝盘，圆形隔绝盘的尺寸与锚孔匹配，从而将锚孔内的空间分割为区域I、区域II、区域
III和区域IV，其中区域I内为锚杆螺纹段所在空间，区域II、区域III为锚杆中空段所在空间，区域IV为锚杆实心段所在空间，并根据需要对区域II或者区域III分段注浆；锚杆实心段的端部通过螺纹设有高强度螺母，套筒套设在整个锚杆实心段，套筒前端设有防止岩土碎渣及尘土进入的密封盘，套筒内侧间隔距离设有多圈与配合高强度螺母实现让压的塑性齿。
[0006]进一步，锚杆中空段上设置的注浆孔共有8～12个，等间距布置在三个圆形隔绝盘之间的锚杆中空段侧壁上。
[0007]进一步，圆形隔绝的外缘处设有用以提高密封效果的膨胀剂或者环形塞，膨胀剂用高弹性薄膜包裹并设有延时膨胀启动装置。
[0008]进一步，套筒内壁各断面均匀布置4～6个塑性齿，塑性齿材料具有一定的塑性，并在在高强度螺母的挤压下发生变形。
[0009]进一步，三个圆形隔绝盘中最靠近锚杆实心段的圆形隔绝盘设置在锚杆实心段与锚杆中空段连接处，该圆形隔绝盘端面开有用以与套筒连接并联动的圆柱形凸起，圆柱形凸起卡在圆形隔绝盘的预留孔中，可保证套筒随锚杆一起转动。
[0010]进一步，限位器为设置在锚杆中空段上位于区域II和区域III接连处的螺栓，螺栓径向插入锚杆中空段并利用螺母紧固，其能够限制分段止浆塞和注浆钢管移动范围。
[0011]进一步，注浆钢管口处设有环形止浆塞，环形止浆塞可在注浆时防止浆液回流。
[0012]一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置的使用方法，其步骤如下：
[0013]在围岩预先标定的位置施工钻锚孔，将锚杆的锚杆实心段滑入套筒中，打开套筒端部的密封盘，在该侧将高强度螺母按螺纹添加到锚杆实心段上；
[0014]在圆形隔绝盘外周凹槽中环绕上包裹膨胀剂的高弹性薄膜；
[0015]用注浆钢管将连接有钢丝线的分段止浆塞推送到锚杆中空段底部，然后安装上螺栓和螺母；
[0016]将锚固剂胶泥药卷、固化剂药卷和锚杆送入锚孔之中；
[0017]启动搅拌器带动锚杆旋转搅拌锚固剂胶泥药卷、固化剂药卷充分搅拌形成锚固剂胶结体，套筒通过圆柱形凸起与圆形隔绝盘联动；等待锚固剂固化后，在锚孔孔外露的锚杆螺纹段上依次套装托盘和防滑丝螺母，通过预紧防滑丝螺母沿螺纹升角提供预紧力；
[0018]当检测到被圆形隔绝盘分割出来的区域III部分由于裂隙过多或者处于岩层交错带，即判断需要对区域III部分注浆加固；将注浆钢管推入锚杆中空段中设有螺栓的位置，由于螺栓的阻挡，将限制注浆钢管的进一步推送，在注浆钢管外露尾端通过橡胶导管与高压注浆泵连接，启动高压注浆泵，浆液通过注浆孔注入锚孔区域III部分，将对区域III部分围岩裂隙进行修复加固；
[0019]与上述同理，当需要对区域II部分注浆加固时，则拉动钢丝线牵拉分段止浆塞(26)运动，由于锚杆中空段中设有螺栓的阻挡，分段止浆塞(26)将在螺栓处停下，此时将注浆钢管推入到锚杆螺纹段注浆即可保证只修复加固区域II部分围岩裂隙。
[0020]当围岩发生大变形时，锚杆实心段端部的高强度螺母挤压套筒内壁上的塑性齿，塑性齿产生塑性变形，此时高强度螺母滑移接触下一个断面的塑性齿，以此来实现该装置的恒阻大变形。
[0021]有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术兼具有提供恒定的支护力，产生较大
的伸长变形以满足围岩大变形的要求和分段注浆以精准修复围岩裂隙、加固破碎围岩的功能，弥补了现有传统锚杆无法随围岩发生变形的缺点，弥补了大量注浆后浆液流失不知去向无法精准加固围岩的缺点。通过高强度螺母对塑性齿的挤压变形来提供恒定阻力，进而可在允许范围之内随围岩一起变形来满足围岩大变形的要求；通过圆形隔绝盘可在浆液注入锚孔时将浆液隔离开和拉动分段止浆塞来实现选择性分段注浆的效果。所述锚杆装置集多种功能于一身，解决了普通锚杆无法满足围岩大变形的问题，解决了现有让压锚杆造价过高的问题，解决了现有注浆方法难以精准加固围岩和修复裂隙、加固围岩效果差的问题，实现了破碎围岩“锚固—注浆”一体化作业。本专利技术结构简单，造价低廉，功能稳定，工序简单，可极大得工作效率，且锚杆的变形让压功能又可有效减少事故的发生，保证工作人员的生命本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可分段注浆的多孔让压锚杆装置，其特征在于：包括锚杆(2)，锚杆(2)上设有套筒(12)；锚杆(2)包括一体结构且外径相同的锚杆螺纹段(6)、锚杆中空段(7)和锚杆实心段(8)，其中锚杆实心段(8)设置在锚杆中空段(7)的端部，锚杆螺纹段(6)设置在锚杆中空段(7)的尾部，锚杆螺纹段(6)上设有用以安装托盘(4)和防滑丝螺母(3)的螺纹，锚杆中空段(7)内轴向设有贯通锚杆螺纹段(6)的通孔，通孔内设有能够在通孔中移动并封堵通孔的分段止浆塞(26)、限位器和注浆钢管(21)，其中分段止浆塞(26)和注浆钢管(21)分别设置在限位器前后侧，分段止浆塞(26)上设有延伸至通孔外侧的钢丝线(18)，锚杆中空段(7)上间隔设有与通孔沟通的多个注浆孔(17)，锚杆中空段(7)的外侧间隔设有三个圆形隔绝盘(10)，圆形隔绝盘(10)的尺寸与锚孔(23)匹配，从而将锚孔(23)内的空间分割为区域I、区域II、区域III和区域IV，其中区域I内为锚杆螺纹段(6)所在空间，区域II、区域III为锚杆中空段(7)所在空间，区域IV为锚杆实心段(8)所在空间，根据需要对区域II或者区域III分段注浆；锚杆实心段(8)的端部通过螺纹设有高强度螺母(9)，套筒(12)套设在整个锚杆实心段(8)，套筒(12)前端设有防止岩土碎渣及尘土进入的密封盘(16)，套筒(12)内侧间隔距离设有多圈与配合高强度螺母(9)实现让压的塑性齿(14)。2.根据权利要求1所述的可分段注浆的多孔让压锚杆装置，其特征在于：锚杆中空段(7)上设置的注浆孔(17)共有8～12个，等间距布置在三个圆形隔绝盘(10)之间的锚杆中空段(7)侧壁上。3.根据权利要求1所述的可分段注浆的多孔让压锚杆装置，其特征在于：圆形隔绝的外缘处设有用以提高密封效果的膨胀剂(11)或者环形塞，膨胀剂(11)用高弹性薄膜(24)包裹并设有延时膨胀启动装置。4.根据权利要求1所述的可分段注浆的多孔让压锚杆装置，其特征在于：套筒(12)内壁各断面均匀布置4～6个塑性齿(14)，塑性齿(14)材料具有一定的塑性，并在在高强度螺母(9)的挤压下发生变形。5.根据权利要求1所述的可分段注浆的多孔让压锚杆装置，其特征在于：三个圆形隔绝盘(10)中最靠近锚杆实心段(8)的圆形隔绝盘(10)设置在锚杆实心段(8)与锚杆中空段(7)连接处，该圆形隔绝盘(10)端面开有用以与套筒(12)连接并联动的圆柱形凸起(13)，圆柱形凸起(13)卡在圆形隔绝盘(10)的预留孔中，可保证套筒(12)随锚杆(2)一起转动。6.根据权利要求1所述的可分段注浆的多孔让压锚杆装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆彬，辛学奎，吴疆宇，申海龙，郝阳，肖猛，曹悦，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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