[发明专利]一种多段式中空注浆锚索及支护方法

说明书

本发明涉及一种多段式中空注浆锚索及支护方法，属于巷道支护技术领域，解决了现有注浆锚索不能对深部围岩进行多层次分段式注浆加固、钻孔内浆液扩散不均匀导致深部岩层裂隙的注浆量低、支护效果差的问题。一种多段式中空注浆锚索，包括索体，索体由多根钢绞线螺旋缠绕注浆管构成；注浆管设有多个限通组件，多个限通组件将注浆管分为多个分段管路，限通组件能够将相邻两分段管路隔开，并能够在限通组件的阈值压力下打开使相邻两分段管路连通。本发明的结构简单，操作方便，能够对深部围岩进行多层次分段式注浆加固，支护效果好。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及矿山、隧道、地下工程锚索支护技术领域，具体涉及一种多段式中空注浆锚索及支护方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的不断增加，巷道地形复杂程度也再不断变化，主要体现为围岩破碎严重，应力集中等情况，在围岩较差的巷道、大断面硐室、交岔点、断层带附近以及受动压影响的巷道。注浆锚索可有效抑制围岩内部节理、裂隙的产生，也可以阻止围岩内部岩体和注浆浆液形成结石体的再次破坏，把某些能很好地和岩土体固结的浆液注入到岩土体的孔隙、裂隙等结构中去，使岩土体成为强度高、抗渗性能好、稳定性高的新结构体从而达到改善岩土体物理力学性质的目的，在松散破碎围岩、极软岩层、高应力破碎围岩及大埋深煤巷支护过程中起着重要作用。注浆锚索是将锚索体安装在锚孔中，再向锚孔中高压注浆，浆液通过锚孔进入围岩缝隙中，将破碎围岩胶结成整体。注浆锚索起到注浆和锚索锚固双重作用。中空注浆锚索是由多根钢绞线螺旋缠绕在注浆芯管上构成的索体，通过注浆芯管向锚孔中高压注浆。

目前的中空注浆锚索注浆时，用注浆塞在孔口封堵浆液，浆液从注浆芯管前端出来后由里向外返流注入围岩裂隙，工艺简单，在深孔或地质密实段注入的浆液少，造成浆液扩撒渗透不均匀，存在弱面，致使还是可能发生渗水漏水突水、冒落片帮滑坡等。分段注浆可以达到扩散范围均匀的注浆效果，因此，本发明提出的一种智能型多段式注浆的中空注浆锚索及应用方法具有重要的理论意义和工程实践价值。

因此，有必要发展一种多段式中空注浆锚索及支护方法，提高深部岩层裂隙的注浆量，实现多层次自动化分段注浆，达到扩散范围均匀的注浆效果，对于提高井工、隧道等地下工程安全高效支护具有重要意义。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种多段式中空注浆锚索及支护方法，用以解决现有注浆锚索不能对深部围岩进行多层次分段式注浆加固、钻孔内浆液扩散不均匀导致深部岩层裂隙的注浆量低、支护效果差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种多段式中空注浆锚索，包括索体，索体由多根钢绞线螺旋缠绕注浆管构成；

注浆管设有多个限通组件，多个限通组件将注浆管分为多个分段管路，限通组件能够将相邻两分段管路隔开，并能够在限通组件的阈值压力下打开使相邻两分段管路连通。

进一步地，限通组件为膨胀管，膨胀管包括依次连接的浆液流入连接段、内凹段和浆液流出连接段，浆液流入连接段的第一流入口与相邻的上游分段管路连接，浆液流出连接段的连接第一流出口与相邻的下游分段管路连接；内凹段在自然状态下为闭合状态，将相邻两段分段管路断开，能够在一定液压下打开，使相邻两段分段管路连通；限通组件上设有出浆孔。

进一步地，内凹段由弹性材料制成；内凹段具有打开压力阈值和闭合压力阈值，当管路内压力的达到打开压力阈值时，内凹段的侧壁打开，使相邻两分段管路连通；当管路内压力的减小到闭合压力阈值时，内凹段的侧壁闭合，将相邻两段管路断开。

进一步地，浆液流入连接段与浆液流出连接段的管径相等，且与内凹段两端管口的直径相等；由内凹段的侧壁两端向中间，内凹段的管径均逐渐减小，最小管径处内凹段的侧壁接触。

进一步地，出浆孔设于内凹段的下部侧壁。