[发明专利]一种深部巷道预应力全锚支护施工设备及其施工方法

说明书

本发明公开了一种深部巷道预应力全锚支护施工设备及其施工方法，包括：用于插入巷道锚孔的锚杆、用于向锚杆提供一次浆液和二次浆液的喷射机、以及用于连接锚杆和喷射机的保压管路；所述锚孔具有相对的内端和外端，所述锚杆同轴向地插入锚孔内，且锚杆具有相对的第一端头、第二端头，锚杆同轴向地插入锚孔内后，第一端头位于所述内端，第二端头位于所述外端；所述锚杆外围与锚孔之间具有注入间隙，所述锚孔内端的注入间隙用于注入一次浆液以使锚杆的第一端头锚固，所述锚孔其他位置的注入间隙用于注入二次浆液以使锚杆全长锚固；使用分层注浆的方式，使得锚孔内百分之九十以上的间隙被浆液充满，密实度高，实现锚杆的全长锚固。

技术领域

本发明涉及巷道支护技术领域，尤其涉及一种深部巷道预应力全锚支护施工设备及其施工方法。

背景技术

目前在井下巷道的支护中，多采用锚网、锚杆以及注浆的综合方式，实现对巷道的支护，支护作业包括：临时支护、注浆支护等等，现有技术中，锚杆支护过程存在以下弊端：

1.传统的临时支护方式一般采有措施液压支柱等支柱顶板，使施工得以进行，后期需要将临时支护全部拆卸，过程繁琐耗费人力物力；

2.传统的注浆支护方式，均采用一次注浆的手段，受技术限制，无法有效的将浆液全部注入较长的锚孔，锚杆、锚孔内部分截面为空，密实度差，实质是短途、较浅的的锚注，导致锚固效果差；

3.此外传统注浆支护方式，只是使锚杆、锚孔凝固为一体，但锚杆周围的破碎岩石与锚孔之间还存在断面、裂隙，传统方式支护困难，围岩物理性能差。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种深部巷道预应力全锚支护施工设备及其施工方法，实现了临时支护、全长锚固和注浆加固围岩三位一体多重功能，二次浆液充填锚杆、锚孔空隙及围岩裂隙，达到全长锚固和注浆加固围岩的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种深部巷道预应力全锚支护施工设备，包括：用于插入巷道锚孔的锚杆、用于向锚杆提供一次浆液和二次浆液的喷射机、以及用于连接锚杆和喷射机的保压管路；

所述锚孔具有相对的内端和外端，所述锚杆同轴向地插入锚孔内，且锚杆具有相对的第一端头、第二端头，锚杆同轴向地插入锚孔内后，第一端头位于所述内端，第二端头位于所述外端；所述锚杆外围与锚孔之间具有注入间隙，所述锚孔内端的注入间隙用于注入一次浆液以使锚杆的第一端头锚固，所述锚孔其他位置的注入间隙用于注入二次浆液以使锚杆全长锚固。

作为上述方案的进一步优化，所述锚杆外侧设有大螺距螺纹且锚杆为中空结构，锚杆的侧面沿长度方向排列有侧孔，所述第一端头、第二端头之间连通，第二端头与保压管路连通。

作为上述方案的进一步优化，所述第一端头设有与一次浆液配合的第一固件，所述第一固件包括：三角柱、设置于三角柱侧面的三个展爪，所述三角柱与锚杆的第一端头固定连接且相互连通，所述三角柱的每个侧面均贯穿设有与展爪对应的通孔，且展爪的一端与三角柱的顶端铰接，展爪的另一端为自由端，初始状态下，所述展爪均与三角柱的侧面贴合，在受力状态下，展爪以铰接处为轴点进行转动形成展开。

作为上述方案的进一步优化，所述第一固件还包括：能被外部施力并将该作用力同时传递给多个展爪的同步件，同步件位于三角柱内，同步件为三角结构，且同步件的三个短边均固定连接有平衡块，所述平衡块嵌接在三角柱内的滑槽内，所述同步件的三个长边中心处均固定连接有刚性梁，刚性梁的另一端恰好穿过三角柱侧面的通孔并展爪相抵；

注入一次浆液时，一次浆液通过保压管路依次进入第二端头、第一端头、以及三角柱，进入三角柱时一次浆液向同步件的端面施加作用力，使同步件与一次浆液同向移动，移动过程中，刚性梁顶抵所述展爪以传递作用力，使展爪受力展开。