一种浆液即时混合的自钻式锚注装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种浆液即时混合的自钻式锚注装置及其使用方法，属于巷道、隧道及隧洞地下工程支护领域。包括锚固部分、钻孔驱动部分和注浆部分，锚固部分由锚杆主体和破岩土钻头组成，钻孔驱动部分由电动机A和杆轴组成，利用转轴和电动机A来驱动锚杆主体破岩土前进，进一步以实现钻

【技术实现步骤摘要】
一种浆液即时混合的自钻式锚注装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及巷道、隧道及隧洞地下工程支护领域，是一种浆液即时混合的自钻式锚注装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]在巷道、隧道、隧洞地下工程作业中，需面对种种复杂和危险的地质环境，如地层不稳定、地下水流、地质断层等，这些环境可能对施工和运行的安全和稳定造成潜在威胁和影响。为了确保施工和运营的顺利进行，针对这些问题，锚杆支护和注浆加固技术应运而生，并得到广泛应用。锚杆支护技术可以固定支撑体在地下钻孔内部，通过锚固作用形成支撑体系，从而有效地减少地层的变形和位移，保证工人安全和围岩的承载能力。注浆加固技术通过在地下施工区域内注入注浆材料，填充裂隙、加固地基，对地质结构进行改进，以加强地层稳定性，进而提高施工和开采的安全性。
[0003]在实际工程中，传统的锚杆支护技术和注浆加固技术暴露出以下问题：第一，在软弱围岩中钻孔时常遇到塌孔问题，即预设钻孔施工后锚孔周围岩体坍塌而将钻孔填埋堵塞。为了解决塌孔、堵孔等锚杆钻孔施工问题，在地下工程支护中可采用管缝式锚杆，但管缝式锚杆是中空扁形结构，杆体自身的强度相对较低，在实际工程中易被拉断实失效而丧失对围岩的支护作用；第二，现阶段针对软弱围岩进行加固，主要采用袖阀管注浆和注浆管注浆的方式，浆液参数(如密度、流动性)在整个注浆过程中保持不变。此外，当选取水泥浆液或浆液类型选择双液浆时，浆液都是在室外预先搅拌后再注入，此时双液浆虽然搅拌均匀，但过早的混合使浆液将导致浆液流动性降低；第三，在巷道、隧道、隧洞等地下工程作业中，无论是先注浆后安装锚杆(索)还是先安装锚杆(索)后注浆都使整个工序非常繁琐。以预应力注浆锚索为例，其施工全过程包括钻孔、清孔、安装锚索、注浆、上锚具、锚索张拉、封孔注浆，工序繁多，耗费人力物力。
[0004]基于上述问题，亟需研制一种既能够解决塌孔、堵孔现象，又能够使浆液即时混合、实时调控参数，还能够钻
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锚
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注结合以简化工序的锚注装置，即一种集自进式钻锚、浆液即时混合、参数实时调控功能于一身的锚注装置以解决存在的工程技术难题。

技术实现思路

[0005]技术问题：针对现有技术的不足之处，提供一种浆液即时混合的自钻式锚注装置及其使用方法，不但能够自进式钻锚以解决塌孔、堵孔现象，而且能够使浆液即时混合、实时调控参数，还能够实现钻
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锚
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注一体化作业。
[0006]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术的一种浆液即时混合的自钻式锚注装置，包括锚固部分、钻孔驱动部分和注浆部分，其中钻孔驱动部分在锚固部分实施锚固施工时与锚固部分连接以完成锚固施工后拆卸，之后安装的锚固部分与注浆部分通过管路连接并实施注浆施工；
[0007]锚固部分包括空心锚杆结构的锚杆主体，锚杆主体的端部设有破岩土钻头，破岩
土钻头上沿断面圆周设有两片用于切割围岩上岩土的刀头，刀头为弧形结构，两片刀头之间留有允许切割下的碎岩碎土进入的锚杆主体内的间隙；锚杆主体尾端侧壁上开设有用以排出碎岩、碎土的排渣口；锚杆主体内设有杆轴，杆轴上设有用以移动进入锚杆主体内碎岩、碎土的岩土齿；
[0008]钻孔驱动部分包括扶箱，扶箱外侧设有用以握持的握把，扶箱内侧设有行星齿轮结构的齿轮盘装置和电动机A，电动机A通过齿轮盘装置分别与锚杆主体和杆轴连接，并提供锚杆主体和杆轴相反旋转的动力。
[0009]进一步，所述行星齿轮结构的齿轮盘装置包括作为太阳轮的主动轮，主动轮分别连接电动机A的输出轴与杆轴，主动轮四周通过多个作为行星小齿轮的从动轮连接有作为外齿圈的外轮盘，外轮盘的盘面通过多个柱形插销与锚杆主体尾部的插销孔连接；从动轮等间距布置有4～6个，从动轮通过插销固定在扶箱内部，从而在主动轮提供动力时带动外轮盘按照与主动轮相反的方向旋转。
[0010]进一步，注浆部分包括注浆池，注浆池上设有用以检测内部物料混合情况的流动性漏斗测定仪、用以添加两种物料的加料器皿A、加料器皿B，注浆池，注浆池底部设有电动机箱A，电动机箱A上设有启动按钮和关闭按钮，注浆池内设有由电动机箱A提供动力的搅拌器，注浆池的出浆口通过注浆通道连接有增压套筒，注浆通道上设有阀门开关，增压套筒上连接有电动机箱B，电动机箱B上设有电动机启停按钮和电动机转速调节按钮，通过扭动转速调节按钮来调节增压涡轮的转速，进一步调控注浆压力；增压套筒内设有受电动机箱B驱动的增压涡轮，增压套筒的出口通过注浆钢管连接有注浆软管，注浆钢管上设有压力流量计。
[0011]进一步，钻头通过螺栓连接在锚杆主体的端部；扶箱上设有控制电动机A的电动机A启停按钮和电动机A转速按钮。
[0012]一种浆液即时混合的自钻式锚注装置的使用方法，其步骤如下：
[0013]将破岩土钻头通过螺栓固接在锚杆主体上，将杆轴与齿轮盘装置的主动轮连接，将锚杆主体与外轮盘连接，通过柱形插销将两者安装好；
[0014]通过电动机A启停按钮启动电动机A，通过电动机A转速按钮来调节杆轴的转速；
[0015]电动机A驱动杆轴和主动轮顺时针旋转，主动轮通过从动轮带动外轮盘逆时针旋转，从而实现锚杆主体与驱动杆轴两者反方向旋转；
[0016]通过锚杆主体和端部设置的破岩土钻头在围岩预设位置自进式钻锚孔，破岩土钻头切割下的碎岩碎土通过两片刀头之间的区域进入锚杆主体，因为锚杆主体和转轴按相反方向旋转，故祛岩土齿将碎岩碎土推送到锚杆主体尾部并通过排渣口排出；
[0017]当锚杆主体钻孔到预设深度后，关闭电动机A并且将锚固部分拔出，在锚固主体外露于锚孔的部分上通过螺纹顺序安装好托盘和防滑丝螺母；
[0018]将注浆软管与锚杆主体外露于孔外的端部连接好，启动注浆部分对围岩进行注浆加固；
[0019]当需要注浆加固时，首先在加料器皿A和加料器皿B中分别加浆液混合的A料和B料，A料和B料通过管道进入注浆池中；
[0020]启动电动机箱A以驱动搅拌器旋转搅拌，待其搅拌均匀后通过流动性漏斗测定仪来实时掌握流动性；
[0021]打开阀门开关，使注浆浆液通过注浆通道进入增压套筒中，然后通过电动机箱B中的电动机驱动增压涡轮旋转，通过扭动转速调节按钮来调节增压涡轮的转速，进一步调控注浆压力；
[0022]通过注浆钢管上设有的压力流量计来实时监控注浆钢管中的注入压力及流量；
[0023]注浆完毕后，在锚杆主体端部位置和排渣口位置安装上密封塞；
[0024]进一步，根据不同的注浆需求，可以在加料器皿A和加料器皿B中可添加不同的物料与浆液，当浆液类型选择双液浆时亦可在现场可视化即时搅拌注入，从而避免了过早的混合使浆液导致浆液流动性降低的问题。综上所述，该装置实现了钻
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锚
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注一体化作业。
[0025]有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术兼具有自进式钻锚和所注浆液即时混合、参数实时调控功能的功能。其产生的有益效果毋庸置疑：1)有效解决实际地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浆液即时混合的自钻式锚注装置，其特征在于：包括锚固部分、钻孔驱动部分和注浆部分，其中钻孔驱动部分在锚固部分实施锚固施工时与锚固部分连接以完成锚固施工后拆卸，之后安装的锚固部分与注浆部分通过管路连接并实施注浆施工；锚固部分包括空心锚杆结构的锚杆主体(2)，锚杆主体(2)的端部设有破岩土钻头(9)，破岩土钻头(9)上沿断面圆周设有两片用于切割围岩(1)上岩土的刀头(10)，刀头(10)为弧形结构，两片刀头(10)之间留有允许切割下的碎岩碎土进入的锚杆主体(2)内的间隙；锚杆主体(2)尾端侧壁上开设有用以排出碎岩、碎土的排渣口(11)；锚杆主体(2)内设有杆轴(7)，杆轴(7)上设有用以移动进入锚杆主体(2)内碎岩、碎土的岩土齿(8)；钻孔驱动部分包括扶箱(12)，扶箱(12)外侧设有用以握持的握把(17)，扶箱(12)内侧设有行星齿轮结构的齿轮盘装置(14)和电动机A(18)，电动机A(18)通过齿轮盘装置(14)分别与锚杆主体(2)和杆轴(7)连接，并提供锚杆主体(2)和杆轴(7)相反旋转的动力。2.根据权利要求1所述的一种浆液即时混合的自钻式锚注装置，其特征在于：所述行星齿轮结构的齿轮盘装置(14)包括作为太阳轮的主动轮(13)，主动轮(13)分别连接电动机A(18)的输出轴与杆轴(7)，主动轮(13)四周通过多个作为行星小齿轮的从动轮(16)连接有作为外齿圈的外轮盘(43)，外轮盘(43)的盘面通过多个柱形插销(15)与锚杆主体(2)尾部的插销孔连接；从动轮(16)等间距布置有4～6个，从动轮(16)通过插销(22)固定在扶箱(12)内部，从而在主动轮(13)提供动力时带动外轮盘(43)按照与主动轮(13)相反的方向旋转。3.根据权利要求1所述的一种浆液即时混合的自钻式锚注装置，其特征在于：注浆部分包括注浆池(23)，注浆池(23)上设有用以检测内部物料混合情况的流动性漏斗测定仪(31)、用以添加两种物料的加料器皿A(25)、加料器皿B(26)，注浆池(23)，注浆池(23)底部设有电动机箱A(28)，电动机箱A(28)上设有启动按钮(29)和关闭按钮(29)，注浆池(23)内设有由电动机箱A(28)提供动力的搅拌器(24)，注浆池(23)的出浆口通过注浆通道(32)连接有增压套筒(37)，注浆通道(32)上设有阀门开关(33)，增压套筒(37)上连接有电动机箱B(34)，电动机箱B(34)上设有电动机启停按钮(35)和电动机转速调节按钮(36)，通过扭动转速调节按钮(36)来调节增压涡轮(38)的转速，进一步调控注浆压力；增压套筒(37)内设有受电动机箱B(34)驱动的增压涡轮(38)，增压套筒(37)的出口通过注浆钢管(40)连接有注浆软管(41)，注浆钢管(40)上设有压力流量计(39...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆彬，辛学奎，浦海，李树忱，王襄禹，王迎超，田茂林，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：