[发明专利]大变形恒阻支护注浆锚杆、锚索及巷道定量支护方法

权利要求书

1.一种大变形恒阻支护注浆锚杆，其特征在于：包括套管、中空杆体、锚筒、托盘、紧固螺母和卡销，套管的前端密封，套管的后端开口，套管的中部位置开设有若干个注浆孔，套管的中部位置至套管的后端套管的内径逐渐变小，套管的中部位置至后端的内壁设置有细微螺纹，中空杆体的前端的侧表面套设锚筒，中空杆体的前端可拆卸连接锚筒，锚筒嵌于套管内且与套管活动连接，锚筒经卡销连接套管，中空杆体的后端依次装配连接托盘和紧固螺母。

2.根据权利要求1所述的大变形恒阻支护注浆锚杆，其特征在于：中空杆体的前端螺纹连接锚筒。

3.根据权利要求1所述的大变形恒阻支护注浆锚杆，其特征在于：套管的前端可拆卸地设置挡板以密封。

4.一种巷道定量支护方法，应用权利要求1至3中任一项所述大变形恒阻支护注浆锚杆或者应用大变形恒阻支护注浆锚索，大变形恒阻支护注浆锚索包括套管、钢索、锚筒、托盘、紧固螺母和卡销，套管的前端密封，套管的后端开口，套管的中部位置开设有若干个注浆孔，套管的中部位置至套管的后端套管的内径逐渐变小，钢索内嵌有中空软管，钢索的前端的侧表面套设锚筒，锚筒嵌于套管内且与套管活动连接，锚筒经卡销连接套管，钢索的后端依次装配连接托盘和紧固螺母，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对巷道的地质条件进行数值模拟，通过数值模拟对巷道围岩采动应力分布进行计算分析，绘制巷道的采动应力曲线并得到巷道变形量ΔU，根据巷道变形量ΔU≥套管吸能区的长度，对套管吸能区的长度进行定量确定；

步骤二、根据巷道的采动应力曲线及岩层的原岩应力线，选定关键节点包括巷道壁O、原岩应力点a、应力峰值b、原岩应力起始点d，同时继续细分其他关键节点包括Oa曲线的1/2处e、ab曲线的1/2处f、bd曲线的1/2处c；

步骤三、以步骤二中确定的各关键节点，使大变形恒阻支护注浆锚杆或大变形恒阻支护注浆锚索的锚固点位于不同的关键节点，以此来确定大变形恒阻支护注浆锚杆或大变形恒阻支护注浆锚索的支护长度L，支护长度L为关键节点与巷道壁的距离，利用数值模拟计算分析不同支护长度L下巷道的维护效果，确定最佳支护长度L；

步骤四、根据巷道围岩的岩性以及加固拱原理中锚杆或锚索的间距l≤0.5L的规定，并参考支护经验设计数组锚杆或锚索排距，利用数值模拟方法计算分析不同排距的巷道维护效果，确定最优的支护排距；

步骤五、根据巷道围岩的岩性以及步骤四中得出的最优的支护排距，通过数值模拟计算支护后的巷道顶板、底板和两帮的变形量U随等效塑性应变的变化曲线，根据当围岩最大等效塑性应变ε^ps处于0.05≤ε^ps≤0.10阶段时，巷道顶板、底板和两帮的变形量的区间即为以巷道变形量表示的巷道最佳注浆支护时机，以此确定出大变形恒阻支护注浆锚杆或大变形恒阻支护注浆锚索对支护后进行注浆时机的定量。

5.根据权利要求4所述的巷道定量支护方法，其特征在于：大变形恒阻支护注浆锚索的套管的中部位置至后端的内壁设置有细微螺纹。

6.根据权利要求4所述的巷道定量支护方法，其特征在于：大变形恒阻支护注浆锚索的套管的前端可拆卸地设置挡板以密封。

7.根据权利要求4所述的巷道定量支护方法，其特征在于：大变形恒阻支护注浆锚索的钢索由若干根钢绞线环绕中空软管编织而成。