【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锚杆支护，具体涉及一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆及施工方法。
技术介绍
1、锚杆支护是煤矿安全生产的保证，传统的锚杆支护工艺繁琐，包括：钻杆打孔，取出钻杆，安装树脂锚固剂，安装锚杆，搅拌树脂锚固剂，紧固锚杆等工序，施工主要依靠人工完成，工序衔接较多耗时长，劳动强度大，施工效率低。目前钻机生产厂家都在尽其所能去设计自动化钻机，试图通过钻机自动化作业代替人工，但是由于锚钻工艺复杂繁琐，导致钻机动作过多，频繁的动作切换，钻机结构复杂，施工可靠性低，锚护效率低。怎样能简化锚杆支护的施工工艺，成为行业难题，目前已有解决方案是机械自锁锚杆和中空注浆锚杆，机械自锁锚杆是采用膨胀螺栓涨紧后起到支撑作用，但是遇到破碎顶板膨胀螺栓容易失效。中空注浆锚杆在使用过程中需要注浆，注浆的控制难度较大，注浆量过多，会导致排斥力过大，影响支护效果，注浆量过少会使锚杆与围岩接触不紧密，锚固力不足。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决传统的锚杆支护工艺繁琐，配套钻机结构复杂、可靠性低、实现自动化施工难度大的问题。
2、本专利技术提供了如下技术方案：一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，包括锚杆，锚杆包括杆体组件和芯部组件；
3、杆体组件包括杆体、钻头、托盘和紧固螺母；杆体内部空心，杆体的一端连接钻头，钻头的配水通道与杆体内部连通；紧固螺母和托盘套在杆体上，紧固螺母与杆体螺纹旋合，托盘可沿杆体长向自由移动；杆体上在紧固螺母远离托盘移动的方向设有限位部，紧固螺母正向转动时顶推托盘
4、芯部组件装填在杆体内；芯部组件与杆体之间的夹层作为低压水通道，芯部组件内构造有高压水通道；芯部组件包括搅拌组件、活塞、切割组件、滑阀组件和药卷；
5、高压水通道的入口用于与钻箱的芯轴对接，高压水通道的出口经切割组件、搅拌组件和滑阀组件后与钻头的配水通道连通；
6、滑阀组件包括滑阀壳体和滑阀；滑阀壳体包括第一阶腔室和第二阶腔室，第一阶腔室的宽度大于第二阶腔室的宽度；滑阀装配在滑阀壳体内，可滑动、不可转动，滑阀的底部封闭，滑阀的侧壁与第二阶腔室的侧壁滑动接触形成密封面，滑阀的侧壁开有侧向孔；
7、低压水通道的入口位于高压水通道内，低压水通道的出口位于滑阀的第二阶腔室的侧壁，低压水通道的出口与滑阀的侧向孔相错开；
8、滑阀收入滑阀壳体的第二阶腔室内，滑阀的侧向孔封闭，高压水通道与钻头的配水通道断开，低压水通道与钻头的配水通道连通；
9、滑阀进入滑阀壳体的第一阶腔室内，滑阀封闭低压水通道的出口，滑阀的侧向孔通过第一阶腔室与钻头的配水通道连通；
10、活塞以滑动密封的形式装配在高压水通道内，位于低压水通道的入口以内，高压水通道内在活塞两端分别设有上限位和下限位；药卷装填在高压水通道内，位于活塞与切割组件之间。
11、进一步地，芯部组件还包括配液套、芯部长管，配液套、芯部长管和滑阀壳体依次连接插装在杆体内；配液套、芯部长管和滑阀壳体内部连成高压水通道，配液套、芯部长管和滑阀壳体与杆体之间的夹层作为低压水通道，夹层两端密封；配液套上的孔作为低压水通道的入口。
12、进一步地，滑阀壳体的第一阶腔室与钻头对接，滑阀的底部设置有凸台，滑阀移动至凸台与钻头接触，滑阀的侧向孔绕过滑阀的底部与钻头的配水通道连通。
13、进一步地，搅拌组件是构造在滑阀壳体中的螺旋结构通道；切割组件安装在搅拌组件的入口处。
14、进一步地，螺旋结构通道分为多段，包括交替分布的左旋段和右旋段。
15、进一步地，芯部长管内安装有挡圈，活塞以滑动密封的形式装配在芯部长管内，活塞的下端挡止于配液套，上端挡止于挡圈。
16、进一步地，芯部长管、挡圈、活塞为非金属构件。
17、进一步地，杆体上套接的锁套作为限位部，锁套与杆体螺纹旋合。
18、进一步地，紧固螺母与托盘之间衬有球垫。
19、一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆的施工方法，包括锚杆，锚杆与钻机的钻箱连接，钻箱包括钻套、轴套和芯轴，轴套是非旋转体，与钻套同心安装，芯轴插装在轴套内，可上下滑移；钻套与紧固螺母配合用于传递扭矩；芯轴用于供水，连接同一个水路进行高压和低压水的供给，高压水用于推移活塞，低压水用于锚杆钻孔时冷却除尘；
20、钻箱驱动锚杆进行以下施工步骤：
21、打孔作业：钻套逆时针旋转带动紧固螺母向靠近限位部的方向移动，当紧固螺母运动到限位部位置时，被限位部阻挡，钻套扭矩传递至锚杆，进行打孔作业；钻套内静止的芯轴提供低压水进行钻孔冷却，当锚杆钻孔至预定深度后停止钻孔；
22、推送药卷：钻孔结束后，芯轴伸出推动活塞破坏上限位使上限位失效，同时芯轴封闭低压水通道的入口，此时芯轴提供高压水推动活塞；活塞推动药卷向切割组件移动，由切割组件划破药卷，药卷内的树脂和固化剂通过搅拌组件搅拌后推动滑阀，将滑阀推入滑阀壳体的第一阶腔室，树脂和固化剂从滑阀的侧向孔进入钻头的配水通道排入锚杆孔隙，药卷推送完毕；
23、搅拌树脂：芯轴收回，脱离锚杆，钻套逆时针继续旋转带动锚杆旋转，对树脂和锚固剂进行充分搅拌；
24、紧固锚杆：搅拌完成后，钻套顺时针旋转，此时紧固螺母向远离锁套的方向移动，紧固螺母顶推托盘，至托盘紧靠巷道顶板，对巷道顶板施加预紧力，紧固锚杆完成。
25、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
26、本专利技术提供的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，具备打孔、推送锚固剂、搅拌锚固剂、锚固等功能于一体，将传统锚杆支护工艺的六步工序简化为一个工序，大大简化了锚杆支护的施工工艺，同时也简化了配套施工钻机的结构，提升了钻机的可靠性和施工效率。
27、具有低压水独立通道和高压水推送树脂通道，两个通道可以实现完全独立，互不干扰，能够阻止树脂进入低压水通道，能够提升树脂利用率，将腔体内储存的树脂最大限度的推送到锚杆孔隙内。
28、杆体组件和芯部组件分别在不同的车间进行组装，组装完成后再进行总体组装，生产阶段互不影响，生产效率高。
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1.一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：包括锚杆，锚杆包括杆体组件和芯部组件；
2.根据权利要求1所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的芯部组件还包括配液套(7)、芯部长管(8)，配液套(7)、芯部长管(8)和滑阀壳体(13)依次连接插装在杆体(5)内；配液套(7)、芯部长管(8)和滑阀壳体(13)内部连成高压水通道，配液套(7)、芯部长管(8)和滑阀壳体(13)与杆体(5)之间的夹层作为低压水通道，夹层两端密封；配液套(7)上的孔作为低压水通道的入口。
3.根据权利要求2所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的滑阀壳体(13)的第一阶腔室与钻头(6)对接，滑阀(17)的底部设置有凸台(19)，滑阀(17)移动至凸台(19)与钻头(6)接触，滑阀(17)的侧向孔绕过滑阀(17)的底部与钻头(6)的配水通道连通。
4.根据权利要求2所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的搅拌组件(15)是构造在滑阀壳体(13)中的螺旋结构通道；切割组件(14)安装在搅拌组件(15)的入口处
5.根据权利要求3所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的螺旋结构通道分为多段，包括交替分布的左旋段和右旋段。
6.根据权利要求2所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的芯部长管(8)内安装有挡圈(11)，活塞(9)以滑动密封的形式装配在芯部长管(8)内，活塞(9)的下端挡止于配液套(7)，上端挡止于挡圈(11)。
7.根据权利要求6所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的芯部长管(8)、挡圈(11)、活塞(9)为非金属构件。
8.根据权利要求1所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的杆体(5)上套接的锁套(1)作为限位部，锁套(1)与杆体(5)螺纹旋合。
9.根据权利要求8所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的紧固螺母(2)与托盘(4)之间衬有球垫(3)。
10.权利要求1所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆的施工方法，其特征在于：包括所述的锚杆，锚杆与钻机的钻箱连接，钻箱包括钻套(301)、轴套(302)和芯轴(303)，轴套(302)是非旋转体，与钻套(301)同心安装，芯轴(303)插装在轴套(302)内，可上下滑移；钻套(301)与紧固螺母(2)配合用于传递扭矩；芯轴(303)用于供水，连接同一个水路进行高压和低压水的供给，高压水用于推移活塞(9)，低压水用于锚杆钻孔时冷却除尘；
...【技术特征摘要】
1.一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：包括锚杆，锚杆包括杆体组件和芯部组件；
2.根据权利要求1所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的芯部组件还包括配液套(7)、芯部长管(8)，配液套(7)、芯部长管(8)和滑阀壳体(13)依次连接插装在杆体(5)内；配液套(7)、芯部长管(8)和滑阀壳体(13)内部连成高压水通道，配液套(7)、芯部长管(8)和滑阀壳体(13)与杆体(5)之间的夹层作为低压水通道，夹层两端密封；配液套(7)上的孔作为低压水通道的入口。
3.根据权利要求2所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的滑阀壳体(13)的第一阶腔室与钻头(6)对接，滑阀(17)的底部设置有凸台(19)，滑阀(17)移动至凸台(19)与钻头(6)接触，滑阀(17)的侧向孔绕过滑阀(17)的底部与钻头(6)的配水通道连通。
4.根据权利要求2所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的搅拌组件(15)是构造在滑阀壳体(13)中的螺旋结构通道；切割组件(14)安装在搅拌组件(15)的入口处。
5.根据权利要求3所述的一种双通道双向密封式自钻自锚式锚杆，其特征在于：所述的螺旋结构通道分为多段，包括交替分布的左旋段和右旋段。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小峰，仇卫建，王威，丁永成，王壮，高志强，左岗永，陈明健，刘杰，张维果，王富强，孟雯杰，弓旭峰，周杰，陈庆贺，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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