[发明专利]一种矿用多钢绞线组合支护装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种支护装置，尤其是通过多根钢绞线组合支护控制巷道围岩变形的一种矿用多钢绞线组合支护装置及方法。

背景技术

目前国内矿井主要采用由普通矿用单根钢绞线锚索或中空注浆锚索对巷道深部围岩进行加固。普通矿用单根锚索多通过端部树脂锚固给围岩以较高的预紧力，调动深部围岩的承载能力。中空注浆锚索一般先进行端部树脂锚固，张拉过后再进行注浆加固并实现全长锚固，兼有高预应力和全长锚固特性。

但随开采水平的延深，深部巷道在高原岩应力、强采动扰动等条件下，围岩变形表现出明显的软岩长时大变形特性，松动圈明显增大(局部超过5m)，此时普通矿用单根锚索及中空注浆锚索将表现出不足：

1. 普通矿用单根锚索和中空注浆锚索的长度一般在6-7m，在大松动圈条件下，有限长度的锚索将不能锚入深部较稳定岩层中以充分调动其承载能力；

2. 考虑到单根钢绞线的抗拉、抗剪强度较低，在原岩应力、构造应力、采动应力的复合影响下，普通单根矿用锚索和中空注浆锚索易承载过限而致拉断、剪断；

3. 中空注浆锚索虽能对一定范围内的围岩进行注浆加固，但注浆过后形成全长锚固，锚索整体极限延伸率降低，不能适应深部软弱围岩的持续变形特性；

4. 普通矿用单根锚索和中空注浆锚索的抗冲击载荷能力差，与深部开采的冲击倾向性不相适应。

 

发明内容

为了解决现有的矿用单根钢绞线锚索或中空注浆锚索不能对大松动圈岩层进行加固的问题，本发明提供一种矿用多钢绞线组合支护装置及方法，该支护装置及方法既能较大程度提高支护构件的抗拉、抗剪强度，也能更好调动深部稳定围岩的承载能力，在对围岩进行注浆加固的同时能够适应深部开采的冲击倾向性及深部围岩的持续变形特性，而且此支护装置结构简单，安装方便，有较强的冲击载荷能力；通过对多根钢绞线进行同步张拉，使得多根钢绞线均匀受力，有利于支护结构的稳定性，给矿井大松动圈岩层的加固工作带来了很大的便利。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该支护装置从上到下分为锚固段，自由段，密封段及外露段，该支护装置包括导向帽、钢绞线、堵浆圆钢、注浆管、出浆孔、箍环、钢绞线套管、耳片式密封胶套、圆台封孔胶套、托板、固定孔、夹片及多孔锁具，所述钢绞线的前端设有锥形的导向帽，钢绞线的中心设有注浆管，注浆管的前端至导向帽的顶端之间设有堵浆圆钢，注浆管的管壁上分布设有出浆孔，钢绞线的外围从上到下设有2-4个箍环，箍环将多根钢绞线紧紧箍在注浆管的周围，位于支护装置自由段的钢绞线外围吻合套装有钢绞线套管，位于支护装置密封段的钢绞线外围吻合套装有耳片式密封胶套及圆台封孔胶套，钢绞线的尾端通过多孔锁具紧固在托板上，托板上开有圆形的固定孔，便于施工时借助膨胀螺丝固定托板，钢绞线与多孔锁具之间设有夹片。

所述锚固段长度L1、自由段长度L2、密封段长度L3及外露段长度L4满足关系式:7m＜L1＋L2＋L3＋L4＜13m，L1≈(L1＋L2＋L3＋L4)/3，150mm＜L3＜200mm，150mm＜L4＜250mm。

所述多根钢绞线平行均匀的布置于注浆管周围，钢绞线采用矿用钢绞线，直径为15.24mm-17.8mm。

所述堵浆圆钢为普通圆钢，其直径与注浆管内径相匹配，注浆管为塑料管。

所述出浆孔分布于钢绞线和注浆管的非接触处，出浆孔的分布由自由段向锚固段逐渐增密。

所述耳片式密封胶套和圆台封孔胶套均具有较好的弹性，且均冲有注浆管孔Ⅰ及钢绞线孔Ⅰ，注浆管孔Ⅰ尺寸小于注浆管的外径，以便固定位置；钢绞线孔Ⅰ尺寸小于钢绞线的直径，以便固定位置，钢绞线孔Ⅰ均匀分布于注浆管孔Ⅰ周围。

所述托板上冲有注浆管孔Ⅱ和钢绞线孔Ⅱ，注浆管孔Ⅱ的尺寸大于注浆管的外径，以便安装；钢绞线孔Ⅱ的尺寸大于钢绞线的直径，以便安装，钢绞线孔Ⅱ均匀分布于注浆管孔Ⅱ的周围。 

该矿用多钢绞线组合支护装置其施工方法为：