【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山领域锚杆支护，尤其涉及钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法。
技术介绍
1、锚杆支护经过多年发展已成为煤矿巷道主体支护形式，。锚杆支护通常采用树脂锚固剂锚固，锚固剂安装需要人工辅助，制约锚杆快速自动化支护。煤矿及其他岩土工程还采用注浆锚杆支护，可通过泵注的方式进行锚固，但是需要封孔防止浆液流出，封孔工艺复杂，需要人工辅助，难以实现自动化。
2、占我国大部分的复杂条件围岩存在钻孔塌孔、围岩破碎、裂隙发育、钻孔内有煤粉等问题，树脂锚固剂安装失败率高，注浆锚固封孔操作困难，导致锚杆安装耗时长、锚固力不足。此外，部分钻孔围岩存在遇水软化，围岩破碎，其锚固力不足是由于作为锚固剂粘接基础的围岩本身软弱造成。巷道围岩发生大变形后，会存在大的离层和裂隙，发生离层和裂隙的围岩锚杆支护的预应力无法有效扩散。此外，发生离层后锚杆支护的岩层变形过程中存在错动，容易剪断锚杆。相关技术中树脂锚固剂采用药卷形式封装，实现全长锚固需要多个药卷，钻孔内安装多个药卷后将钻孔充填，后续锚杆无法插入钻孔，无法实现全长锚固。传统注浆锚固可以实现全长锚固，但破碎围岩封孔容易失败、高压注浆连接繁琐，均需要人工辅助作业，施工效率低。
技术实现思路
1、本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：围岩遇水软化，钻孔围岩锚固力不足。
2、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方
3、根据本专利技术实施例的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装，钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，包括以下步骤：
4、钻孔，锚杆支护装置的驱动机构带动锚杆沿第一方向转动打钻，所述锚杆在打钻过程中对钻孔处进行清洗、排渣；锚固，锚杆支护装置的注浆机构的第一化学注浆泵将快速锚固剂经由管路和所述锚杆的注浆通道进入所述锚杆与所述钻孔之间的间隙，充分混合后的快速锚固剂注射达到预设注射量并形成高粘度膏体，所述注浆机构关闭第一化学注浆泵，所述注浆机构的第二化学注浆泵将清洗液注入锚杆与钻孔之间的间隙以推动间隙内的快速锚固剂到达封孔位置；预紧，等待预设时长，在所述快速锚固剂固化后带动所述锚杆沿第二方向转动以使部分受快速锚固剂包裹的锚杆对围岩施加预紧力，所述清洗液充填所述钻孔与所述锚杆之间的间隙围岩修复，所述注浆机构的第三化学注浆泵将围岩修复材料注入所述锚杆与所述钻孔之间的间隙，所述围岩修复材料在压力作用下进入所述钻孔的围岩裂隙并与围岩基体反应。
5、根据本专利技术实施例的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法具有提升钻孔围岩强度，提高锚杆支护效果的优点。本申请具有以下优势：通过围岩修复材料改善围岩遇水软化、破碎造成的锚固力不足问题，通过快速锚固剂和围岩修复的配合实现提升巷道煤岩体粘聚力，提高巷道煤岩体强度，并使巷道补强锚杆预应力扩散提高巷道支护效果，可以自动化施工，锚固效率高人工参与少。
6、在一些实施例中，所述锚杆支护装置完成所述钻孔步骤后，所述锚杆支护装置保持与所述钻孔处的围岩贴合固定以进行所述锚固和预紧步骤。
7、在一些实施例中，所述快速锚固剂形成的高粘度膏体附着于所述钻孔孔壁，所述高粘度膏体的粘度大于目标粘度以使所述高粘度膏体仅在有外部推动力的条件下在所述钻孔内不流动。
8、在一些实施例中，所述清洗液和所述围岩修复材料在所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵的泵注压力下充填所述钻孔处围岩周围裂隙。
9、在一些实施例中，在所述预紧步骤中，所述驱动机构或者预紧扳手带动所述锚杆沿第二方向转动，转动所述锚杆的预紧扭矩大于等于300n·m。
10、在一些实施例中，所述快速锚固剂的锚固长度为600～1200mm，所述锚杆施加预紧力的张紧长度为800～1400mm。
11、在一些实施例中，等待预设时长大于等于所述快速锚固剂凝固时长,所述快速锚固剂凝固时长15～60s。
12、在一些实施例中，所述快速锚固剂为a、b双组份锚固剂，a组分包括固化剂、增稠剂、膨胀剂及促进剂，b组分包括不饱和聚酯树脂，所述固化剂为过氧化物催化剂，所述增稠剂为非金属增稠剂，所述膨胀剂为含铝膨胀剂。
13、在一些实施例中，所述围岩修复材料包括改性有机硅和催化剂，所述改性有机硅用以充填、粘接钻孔围岩裂隙并与所述钻孔围岩表面的-oh根进行聚合反应形成固化物薄膜以改变围岩遇水软化的性能，所述固化物薄膜用以改变围岩遇水软化的性能，所述催化剂用以加速反应。
14、在一些实施例中，当巷道存在大的裂隙、离层时，经钻杆泵注安装锚固剂，所述锚固剂固化后注入所述围岩修复材料以对对巷道围岩大的裂隙进行注浆充填、粘接。
15、在一些实施例中，所述锚杆支护装置还包括控制器，锚杆支护装置的推进机构、所述驱动机构、所述第一化学注浆泵、所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵均为电液控制驱动，所述控制器与所述推进机构、所述驱动机构、所述第一化学注浆泵、所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵电连接以控制所述推进机构、所述驱动机构、所述第一化学注浆泵、所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述锚杆支护装置完成所述钻孔步骤后，所述锚杆支护装置保持与所述钻孔处的围岩贴合固定以进行所述锚固和预紧步骤。
3.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述快速锚固剂形成的高粘度膏体附着于所述钻孔孔壁，所述高粘度膏体的粘度大于目标粘度以使所述高粘度膏体仅在有外部推动力的条件下在所述钻孔内流动。
4.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述清洗液和所述围岩修复材料在所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵的泵注压力下充填所述钻孔处围岩周围裂隙。
5.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，在所述预紧步骤中，所述驱动机构或者预紧扳手带动所述锚杆沿第二方向转动，转动所述锚杆的预紧扭矩大于等于300N·m。
6.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自
7.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，等待预设时长大于等于所述快速锚固剂凝固时长,所述快速锚固剂凝固时长15～60s。
8.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述快速锚固剂为A、B双组份锚固剂，A组分包括固化剂、增稠剂、膨胀剂及促进剂，B组分包括不饱和聚酯树脂，所述固化剂为过氧化物催化剂，所述增稠剂为非金属增稠剂，所述膨胀剂为含铝膨胀剂。
9.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述围岩修复材料包括改性有机硅和催化剂，所述改性有机硅用以充填、粘接钻孔围岩裂隙并与所述钻孔围岩表面的-OH根进行聚合反应形成固化物薄膜，所述固化物薄膜用以改变围岩遇水软化的性能，所述催化剂用以加速反应。
10.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，当巷道存在大的裂隙、离层时，经钻杆泵注安装锚固剂，所述锚固剂固化后注入所述围岩修复材料以对对巷道围岩大的裂隙进行注浆充填、粘接。
11.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，还包括控制器，锚杆支护装置的推进机构、所述驱动机构、所述第一化学注浆泵、所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵均为电液控制驱动，所述控制器与所述推进机构、所述驱动机构、所述第一化学注浆泵、所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵电连接以控制所述推进机构、所述驱动机构、所述第一化学注浆泵、所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵。
...【技术特征摘要】
1.一种钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述锚杆支护装置完成所述钻孔步骤后，所述锚杆支护装置保持与所述钻孔处的围岩贴合固定以进行所述锚固和预紧步骤。
3.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述快速锚固剂形成的高粘度膏体附着于所述钻孔孔壁，所述高粘度膏体的粘度大于目标粘度以使所述高粘度膏体仅在有外部推动力的条件下在所述钻孔内流动。
4.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述清洗液和所述围岩修复材料在所述第二化学注浆泵和所述第三化学注浆泵的泵注压力下充填所述钻孔处围岩周围裂隙。
5.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，在所述预紧步骤中，所述驱动机构或者预紧扳手带动所述锚杆沿第二方向转动，转动所述锚杆的预紧扭矩大于等于300n·m。
6.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，所述快速锚固剂的锚固长度为600～1200mm，所述锚杆施加预紧力的张紧长度为800～1400mm。
7.根据权利要求1所述的钻孔围岩修复与锚固增强的锚杆自动化安装方法，其特征在于，等待预设时长大于等于所述快速锚固剂凝固时长,...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，姜鹏飞，王子越，韦尧中，罗超，陈志良，郭吉昌，何宗科，李嘉峰，陈惠元，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。