【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于巷(隧)道支护，具体的说涉及一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置与工作方法。
技术介绍
1、锚索作为井下的主要支护形式，在国内外已经得到了广泛的应用。随着煤矿开采深度逐渐增加，开采条件越来越复杂，高强度锚索的应用也逐渐增多，锚索索体直径也越来越粗，这种高强度粗径锚索支护在保证巷(隧)道安全、维护巷(隧)道围岩稳定性方面起着至关重要的作用。然而，受限于锚固孔、锚固剂和锚索三径匹配原则，锚固孔直径不能一味加大，现有锚固增效装置对于小直径锚索增效锚固能发挥作用，但是应用到高强度粗径锚索上，如果只是简单的将锚固增效装置等比例放大，由于锚固孔直径的限制，将会对锚固工作造成较大的钻升阻力，甚至无法正常安装。此外，随着锚索索体直径增大，孔壁与锚索之间的空隙随之减小，留给锚固药体的空隙减小，对锚固药体本身的密实性和索体在锚固孔内的居中程度则有更高的要求。因此，提出和研发一种高强度粗径锚索锚固的增效装置和工作方法，既能在锚固孔直径限制下实现锚固剂增效搅拌，又能高效保障锚固区域内锚固药体的密实性和索体在锚固孔内的居中程度，将会对高强度粗径锚索锚固质量的提升起到重要作用。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的之一在于提供一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置；本专利技术的目的之二在于提供一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置的工作方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，包括粗径
4、进一步的，所述多级破袋旋搅构件由一级破袋搅拌齿、二级破袋搅拌齿、主左旋搅结构和副左旋搅结构组成，同时具有切削锚固剂包装袋、搅拌锚固剂的双重作用。
5、进一步的，所述多级破袋旋搅构件锚索安装腔为楔形结构，锚索安装腔内壁设有条形凸起，防止锚索安装时索体在锚索安装腔内滑动。多级破袋旋搅构件锚索安装腔最大壁厚不大于锚固孔直径与粗径锚索索体直径差值的1/4，例如，粗径锚索索体直径为21.6mm，锚固孔直径为28mm，则多级破袋旋搅构件锚索安装腔最大壁厚不大于1.6mm。
6、进一步的，所述一级破袋搅拌齿、二级破袋搅拌齿的搅拌齿数量为2～5个。
7、进一步的，所述多级破袋旋搅构件上的主左旋搅结构和副左旋搅结构的最大外径相同。副左旋搅结构是不连续的，且不连续区域处于同一轴线，以进一步减少锚索安装过程中的钻升阻力。
8、进一步的，所述扩径导升装置由环形套管结构和定位尖角螺栓组成，环形套管结构侧面设有左旋导升结构和供定位尖角螺栓安装的内螺纹，环形套管结构通过定位尖角螺栓紧固在锚索索体上，且紧固后定位尖角螺栓插入索体钢绞线缝隙内，使该区域索体直径扩大。
9、一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置的工作方法，该方法包括如下步骤：
10、步骤1，施工锚索锚固孔；
11、步骤2，将最外侧的扩径导升装置安装到粗径锚索索体上，其安装的位置到锚固孔底部的距离为设计锚固长度的70％～100％，拧紧定位尖角螺栓，直至插入索体钢绞线缝隙内，使该区域索体直径扩大；
12、步骤3，根据不同类别围岩锚固的需要，在粗径锚索索体上再均匀安装0～2个扩径导升装置；
13、步骤4，将多级破袋旋搅构件紧固在粗径锚索顶端；
14、步骤5，根据设计锚固长度的需要，向锚固孔内送入相应数量的树脂锚固剂；
15、步骤6，粗径锚索连同树脂锚固剂向锚固孔内移送，进行正常锚固工作；
16、步骤7，待树脂锚固剂胶结后，安装锚索托盘，锁具进行预紧，完成粗径锚索锚固工作。
17、采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
18、1.本专利技术结构简单、易于制备、操作简单、工程价值显著。
19、2.本专利技术具有多级旋搅的特性，能够对锚固剂分区旋搅，使锚固剂包装袋充分破坏，增强锚固药体的均匀性和密实性，有效提升锚索锚固力，发挥粗径锚索高支护强度的优势。
20、3.扩径导升装置安装方便且能够根据需要安装多个，能够适用于中长锚固和超长锚固，扩径导升装置通过定位尖角螺栓固定在锚索索体上，在固定扩径导升装置的同时使锚索索体直径扩大，造成锚固区域内有多个直径扩大点，能够杜绝锚索从锚固药体里拉出，保证高强度粗径锚索锚固的质量。
21、4.本专利技术具有多级导升的特性，能够有效封堵锚固药体向外流动，最大程度保证整个锚固区域内锚固药体均匀密实。
22、5.本专利技术通过安装多级破袋旋搅构件和扩径导升装置可以在锚固区域内形成2～4个居中限位点，避免锚索在安装过程中，锚索索体在锚固孔内不居中，使锚索与锚固孔壁之间的锚固药体分布均匀，最大限度保证锚索锚固质量。
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1.一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，包括粗径锚索、多级破袋旋搅构件和扩径导升装置，其特征在于，粗径锚索索体直径与锚固孔直径的差值为粗径锚索索体直径的20％～50％，多级破袋旋搅构件安装固定在粗径锚索顶端，1～3个扩径导升装置均匀安装在位于锚固区域的粗径锚索索体上，其中，锚索安装完成后，最外侧扩径导升装置到锚固孔底部的距离为设计锚固长度的70％～100％。
2.由权利要求1所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，多级破袋旋搅构件由一级破袋搅拌齿、二级破袋搅拌齿、主左旋搅结构和副左旋搅结构组成，同时具有切削锚固剂包装袋、搅拌锚固剂的双重作用。
3.由权利要求1所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，扩径导升装置由环形套管结构和定位尖角螺栓组成，环形套管结构侧面设有左旋导升结构和供定位尖角螺栓安装的内螺纹，环形套管结构通过定位尖角螺栓紧固在锚索索体上，且紧固后定位尖角螺栓插入索体钢绞线缝隙内，使该区域索体直径扩大。
4.由权利要求2所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，一级破袋搅
5.由权利要求2所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，多级破袋旋搅构件锚索安装腔为楔形结构，锚索安装腔内壁设有条形凸起，防止锚索安装时索体在锚索安装腔内滑动。
6.由权利要求5所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，锚索安装腔最大壁厚不大于锚固孔直径与粗径锚索索体直径差值的1/4。
7.由权利要求2所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，多级破袋旋搅构件上的主左旋搅结构和副左旋搅结构的最大外径相同。
8.由权利要求2所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，副左旋搅结构是不连续的，且不连续区域处于同一轴线，以进一步减少锚索安装过程中的钻升阻力。
9.一种基于上述权利要求1～8中任一所述粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置的工作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，包括粗径锚索、多级破袋旋搅构件和扩径导升装置，其特征在于，粗径锚索索体直径与锚固孔直径的差值为粗径锚索索体直径的20％～50％，多级破袋旋搅构件安装固定在粗径锚索顶端，1～3个扩径导升装置均匀安装在位于锚固区域的粗径锚索索体上，其中，锚索安装完成后，最外侧扩径导升装置到锚固孔底部的距离为设计锚固长度的70％～100％。
2.由权利要求1所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，多级破袋旋搅构件由一级破袋搅拌齿、二级破袋搅拌齿、主左旋搅结构和副左旋搅结构组成，同时具有切削锚固剂包装袋、搅拌锚固剂的双重作用。
3.由权利要求1所述的一种粗径锚索分区旋搅-扩径一体化锚固装置，其特征在于，扩径导升装置由环形套管结构和定位尖角螺栓组成，环形套管结构侧面设有左旋导升结构和供定位尖角螺栓安装的内螺纹，环形套管结构通过定位尖角螺栓紧固在锚索索体上，且紧固后定位尖角螺栓插入索体钢绞线缝隙内，使该区域索体直径扩大。
4.由权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾后省，宋硕辉，刘少伟，卢运海，张定山，汪胜，方珍珠，豆浩，郭晓菲，张洲平，贺德印，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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