[发明专利]一种锚杆锚固增效结构及其工作方法

说明书

本发明涉及一种锚杆锚固增效结构及其工作方法，包括插设在钻孔内锚固段的若干根树脂锚固剂棒和一根锚杆，相邻两根树脂锚固剂棒之间设有锚固剂封隔构件，锚杆内端设有用于搅拌树脂锚固剂棒的双楔形搅拌结构。采用单一或组合类型树脂锚固剂，不同类型树脂锚固剂的凝固速度、搅拌时间、搅拌速率、推进速度不同，为保证树脂锚固剂良好的搅拌效果和不同树脂锚固剂搅拌混合过程中彼此不发生凝固反应，其锚固增效结构及其动力参数对树脂锚固剂进行正确充分的分段搅拌和封隔。本发明可实现对不同类型树脂锚固剂采用对应的正确动力搅拌参数进行搅拌和充分破碎混合树脂锚固剂以及封隔不同树脂锚固剂之间的凝固反应。

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护设备技术领域，具体涉及一种锚杆锚固增效结构及其工作方法。

背景技术

锚固作为岩土工程隧道及煤矿井下巷道支护的主要形式，在国内外已经得到广泛应用，其中锚杆（索）采用树脂锚固应用数量最大，范围最广，由于利用金属锚杆（索）加长或全长树脂锚固围岩时效果良好，因此在现场得到普遍认可和大面积推广应用，成为中国甚至世界各个国家隧道及巷道的主导支护技术，锚固系统的锚固性能对支护效果起关键作用，由于树脂锚固剂搅拌是锚固工程重要的一道工序，锚固性能与锚固剂搅拌效果密切相关。

目前，岩土及矿业工程中使用的锚杆搅拌端形状各异，因此，锚杆搅拌端型态（形状及尺寸）与锚固效果关系急需研究，同时国内外大部分地下工程现场在进行锚杆锚固时，基本是按照单一搅拌速率、时间及推进速度来搅拌不同类型的树脂锚固剂，由于搅拌不同固化速度的树脂锚固剂需要不同的动力参数，搅拌参数可能影响锚杆支护质量，锚杆对不同类型树脂锚固剂的最佳搅拌速率、时间及推进速度与锚固效果关系急需研究。

发明内容

为了解决现有技术中的不足之处，本发明一种针对锚杆锚固效果增效的可实现对不同类型树脂锚固剂采用对应的正确动力搅拌参数进行搅拌和充分破碎混合树脂锚固剂以及封隔不同树脂锚固剂之间的凝固反应的锚杆锚固增效结构及其工作方法，有效提高了锚杆锚固力及其峰值强度承载时间。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种锚杆锚固增效结构，包括插设在钻孔内锚固段的若干根树脂锚固剂棒和一根锚杆，相邻两根树脂锚固剂棒之间设有锚固剂封隔构件，锚杆内端设有用于搅拌树脂锚固剂棒的双楔形搅拌结构。

锚固剂封隔构件为采用聚酯复合膜材料通过注塑形成的圆套筒结构，锚固剂封隔构件长度为20mm，锚固剂封隔构件外径与钻孔直径相等，锚固剂封隔构件内径与树脂锚固剂棒直径相等，锚固剂封隔构件内孔中间位置设有厚度为分隔层，分隔层将锚固剂封隔构件内孔分隔为两个凹槽，相邻两根树脂锚固剂棒的端头分别插入到相邻的凹槽内。

双楔形搅拌结构包括在锚杆端头设置的两个左右对称的斜面，斜面与锚杆中心线的夹角为30°，两个斜面交汇在锚杆内端面形成一条直线段，直线段的长度等于锚杆外径。

一种锚杆锚固增效结构的工作方法，包括以下步骤：

（1）按照要求制作锚固剂封隔构件和内端头为双楔形搅拌结构的锚杆；

（2）在煤矿井下巷道内，按照锚杆支护技术参数进行打孔作业；

（3）将按照锚杆支护技术参数的要求类型、数量的树脂锚固剂棒两两之间的端头套入锚固剂封隔构件的凹槽内，将若干根树脂锚固剂棒推放入钻孔至孔底；

（4）将步骤（1）中加工好的双楔形搅拌结构的锚杆外端插入锚杆钻机的动力转子内腔，将锚杆插入钻孔中至刚接触到最外部的一个树脂锚固剂棒，启动锚杆钻机，按照不同树脂锚固剂所对应的搅拌参数对多根树脂锚固剂棒分段进行搅拌，锚杆前端的双楔形搅拌结构将分隔层捅破后对下一段树脂锚固剂棒分段进行搅拌；直至将锚杆推进至钻孔底部停止，卸下锚杆钻机，待树脂锚固剂胶结后，安装锚杆托盘、预紧螺母进行预紧，完成锚杆锚固工作。