[发明专利]煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置及方法

说明书

煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置及方法，包括锚管、一次性钻头、托盘、螺母、锚固剂A料注浆组件、锚固剂B料注浆组件和浆料混合三通接头，一次性钻头同轴线安装在锚管前端部，一次性钻头和锚管伸入到钻孔内，锚管后端伸出钻孔，托盘套在锚管上，螺母螺纹连接在锚管后端部，螺母后端与托盘前端压接，一次性钻头和锚管内部开设有前后通透的注浆中心通道，浆料混合三通接头的出口端与锚管后端口连接，浆料混合三通接头的两个进口端分别与锚固剂A料注浆组件和锚固剂B料注浆组件的出料口连接。本发明工艺简单、操作灵活、施工效率高，节省了钻杆钻进及退杆的工序，方便输送锚固剂，锚固剂注入后形成的树脂环厚度均匀，锚固效果好。

技术领域

本发明属于矿业工程技术领域，具体涉及一种煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置及方法。

背景技术

以锚杆为主体的锚网索是煤矿井下巷道最常用的支护技术，占比超过90%。每年施工的锚杆以百万计，因此提高锚杆的施工效率，意义重大。

锚杆长度一般为2m左右，主要用于巷道顶板和两帮的锚固，目前的施工过程为：使用锚杆钻机或掘锚机钻臂打孔，钻杆长度一般为1.0~2.0m，因此一般锚杆钻孔需要使用1~3个钻杆，完成钻孔施工，然后逐个退出钻杆；将锚固剂送入钻孔，使用钻机推动锚杆将锚固剂推入孔底，旋转搅动，锚固剂凝固后，然后加装托盘和螺丝旋转拧紧完成锚固。单个锚杆的施工时间在5~10分钟左右。当锚固区域的煤岩体较破碎或应力较高时，锚杆钻孔施工完成退出钻杆后，钻孔会发生变形甚至塌孔，造成锚固剂和锚杆送入困难或者废孔。因此，锚杆施工工序多，时间长，锚固剂、锚杆自动对准钻孔、自动推入困难是现有技术的主要缺点，也是制约煤矿井下自动锚固技术应用的关键环节。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简单、施工工序少、效率高、锚固效果好的煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置，包括锚管、一次性钻头、托盘、螺母、锚固剂A料注浆组件、锚固剂B料注浆组件和浆料混合三通接头，一次性钻头同轴线安装在锚管前端部，一次性钻头和锚管伸入到钻孔内，锚管后端伸出钻孔，托盘套在锚管上，螺母螺纹连接在锚管后端部，螺母后端与托盘前端压接，一次性钻头和锚管内部开设有前后通透的注浆中心通道，浆料混合三通接头具有一个出口端和两个进口端，浆料混合三通接头的出口端与锚管后端口连接，浆料混合三通接头的两个进口端分别与锚固剂A料注浆组件和锚固剂B料注浆组件的出料口连接。

一次性钻头后端伸入并螺纹连接在锚管前端口内；锚管后端部在外螺纹的后侧为第一外六棱结构。

浆料混合三通接头包括第一进料管、第二进料管和出料管，第一进料管的出口端、第二进料管的出口端和出料管的进口端连接形成Y型结构，第一进料管出口端和第二进料管关于出料管中心线对称，第一进料管出口端和第二进料管的夹角为锐角，出料管的进口端内部设有第一孔板，第一孔板上设有若干个第一过料孔，第一进料管出口端和第二进料管的出口端的连接处设有与第一孔板垂直并连接的第二孔板，第二孔板上设有若干个第二过料孔，出料管的出料端伸入并螺纹连接在锚管后端口内；与第一进料管连通的第一过料孔的中心线平行于第一进料管的中心线，与第二进料管连通的第一过料孔的中心线平行于第二进料管的中心线。

锚固剂A料注浆组件包括锚固剂A料桶和A料注浆泵，锚固剂A料桶通过A料注入管与浆料混合三通接头的第一进料管的进料口连接，A料注浆泵设置在A料注入管上。

锚固剂B料注浆组件包括锚固剂B料桶和B料注浆泵，锚固剂B料桶通过B料注入管与浆料混合三通接头的第二进料管的进料口连接，B料注浆泵设置在B料注入管上。

煤矿用自钻进注射式锚管锚固装置的锚固方法，包括以下步骤，

（1）使用锚杆钻机或掘锚钻臂，以锚管和一次性钻头作为钻进工具对煤岩层进行钻孔；