[发明专利]一种锚固端自修复式锚杆锚固装置及其使用方法

说明书

本发明公开的一种锚固端自修复式锚杆锚固装置及其使用方法，属地下工程支护技术领域。其包括前、后封板组成的锚固端头，浆液扩散器、L型导管、橡胶软管与光圆中空金属杆组成喷涂结构，二者与锚固剂胶泥药卷、修复水泥浆液喷层等共同组成锚杆锚固端修复系统。胶泥药卷内含胶粘剂的空心胶囊在锚固剂内部出现损伤时破裂释放胶粘剂修复内部裂隙，修复水泥浆液喷层内的空心玻璃纤维在锚固端发生滑移破裂，释放巴氏芽孢杆菌，遇水激活与钙离子生成碳酸钙修补裂隙，通过内、外修复机制保证锚固端的锚固能力，防止锚杆脱锚失效，满足深部大变形巷道的支护要求，具有锚固可靠、结构合理、修复便捷等优点。

技术领域

本发明涉及地下工程支护领域，尤其是一种适用于深部大变形地下工程(巷道、硐室、隧道等)的锚固端自修复式锚杆锚固装置及其方法。

背景技术

近年来，随着煤矿、金属等矿产资源的开采深度不断加大，面临的开采环境与地质条件愈加复杂多变，在一些深部高地应力区域，围岩破碎，易发生大变形破坏，锚杆或锚索脱锚失效频发，造成深部高应力巷道支护困难，多次返修后仍不稳定，造成矿产开采成本增高，是我国深部煤矿资源安全高效开发亟待解决的技术难题。

锚杆作为煤矿、金属等矿产资源开采中常用的一种有效的高强度支护形式，在地下工程领域得到了广泛应用。一般而言，锚杆是螺纹钢筋制成，尤其是现代高强钢材、各式让压锚杆(索)及各种杆体(索体)的修复式锚杆(索)的发展，锚杆(索)杆体已经满足支护的变形让压需求，而锚固剂与锚杆杆体、锚孔孔壁岩体之间的粘结性能，却只能发展更高成本的高性能锚固剂弥补，对于已经锚固且正在失效边缘的锚固剂(水泥药卷锚固剂或树脂锚固剂药卷)无法进行补救，难以恢复其锚固性能。目前针对锚固剂与锚杆杆体、锚孔孔壁之间的脱锚失效补救修复方面的锚固装置开发极少，故亟需研制一种具有锚固端自修复式的锚杆锚固装置，以满足深部高应力大变形巷道支护的需求。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种锚固端自修复式锚杆锚固装置及其使用方法，具有修复锚固剂与杆体或锚固剂与锚孔孔壁的粘结性能的工作效能，同时还兼具有注浆加固锚孔底部破碎岩体的能力，以弥补现有锚杆在应对锚固性能不足的缺陷。

技术方案：本发明的一种锚固端自修复式锚杆锚固装置，包括锚杆，锚杆端部设有锚固端头，锚杆的尾端螺纹上顺序设置的托盘、锚杆测力计和螺母；所述锚固端头包括套在光圆中空金属杆上的前封板和后封板，前封板和后封板之间围绕光圆中空金属杆分别设有多根金属连杆，金属连杆上交替安装胶泥药卷和固化剂药卷，锚固剂胶泥药卷、固化剂药卷内还包裹有大量内部装有胶粘剂的空心胶囊，光圆中空金属杆与锚固剂胶泥药卷、固化剂药卷之间在光圆中空金属杆上套有多个柔性搅拌器；所述光圆中空金属杆内设有L形的通孔，L形的通孔一端开在光圆中空金属杆前端，另一端开在后封板后方的光圆中空金属杆侧壁上，光圆中空金属杆端部开孔处设有用以向周围喷洒浆液的浆液扩散器。

进一步，前封板和后封板为圆盘结构，前封板和后封板的圆心处设有容纳光圆中空金属杆穿过的中心孔，中心孔与光圆中空金属杆之间设置润滑密闭胶圈，前封板和后封板圆周上分别设有多个位置对应的定位孔，金属连杆两端分别连接前封板和后封板对应的定位孔，所述的金属连杆长度根据锚杆支护设计的锚固长度适配，金属连杆两端均设有内螺纹孔，前封板、后封板与金属连杆通过螺钉与金属连杆两端的内螺纹孔固定。

进一步，所述定位孔的数量为4～8个，金属连杆对应数量也为4～8个，所述的柔性搅拌器由薄壁金属圆环和柔性塑料翼片组成，薄壁金属圆环穿过光圆中空金属杆并均匀布置在杆上，与光圆中空金属杆通过固定销固定，所述的柔性塑料翼片安装在薄壁金属圆环的定位槽内。