[发明专利]一种全锚分区让压注浆锚杆及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全锚分区让压注浆锚杆及其使用方法，尤其是一种适用于矿山井巷、隧道等岩土工程锚固支护的深部巷道分区破裂化围岩加固的全锚分区让压注浆锚杆及其使用方法。

背景技术

随着大规模矿山开采和开采深度的加大，与浅部井巷工程相比，深部工程岩体处于“三高一扰动”(即高地应力、高地温、高岩溶水压以及强烈的开采扰动)的复杂地质力学环境中。当在深部岩体中掘出巷道以后，巷道围岩中往往会产生若干个交替分布的破裂带的特有现象，即分区破裂化现象，从而导致了深部巷道围岩变形破坏表现出显著的非连续性和非协调性。当采用传统的锚杆形式对深部巷道围岩进行加固时，锚杆杆体往往不能适应巷道围岩大变形的这种非连续性和非协调性，从而造成锚杆杆体在围岩多个破裂分区处被拉断破坏而失效，进而引发巷道冒顶、偏帮等事故。

理论研究表明，为了有效地控制深部巷道分区破裂化围岩的稳定，支护系统应当至少具有以下三个方面的功能：①能够施加足够的初始预紧力，主动控制围岩内部破裂的发展速率；②具有“多点”让压功能，能够确保有效地释放掉围岩内部多个破裂分区处的剧烈变形能，③能够及时、准确地对已经发育形成的每一个围岩破裂分区进行注浆加固，提高破裂围岩的承载能力。

基于以上支护思想，近年来不少具有让压和注浆功能的锚杆形式和支护方法被不断地开发出来，如中国专利CN201210385308.3、CN201210450561.2、CN02112233.4以及CN201210488656.3等等，但是这些锚杆支护形式和方法应用于深部巷道围岩控制中仍存在诸多的缺陷，如多数的让压注浆锚杆在锚固初期都不能进行全长锚固，初期锚固力低；同时，这些锚杆大都是将让压装置设在了围岩表面的锚杆外露端附近，因而锚杆杆体无法实现对围岩内部多个破裂分区处的让压作用；此外，现有的这些锚杆形式和支护方法均无法准确获得巷道围岩注浆加固的最佳时机。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可提高深部巷道围岩稳定性、具有高初锚力、“多点”自动让压、多次分区注浆，以及能够自动指示最佳注浆时机的全锚分区让压注浆锚杆及其使用方法。

技术方案：本发明的全锚分区让压注浆锚杆，包括中空锚杆体、设在中空锚杆体上的锚杆托盘和锁具螺母，将所述的中空锚杆体截成0.5-1.0m的段长体，段长体与段长体之间均设有经中空连接螺栓连接在一起的杆体让压装置；所述的每个段长体均包括锚固管段、与锚固管段相连的让压注浆管段和设在让压注浆管段端部的阻挡螺母，让压注浆管段管壁上布有多个出浆孔；所述的杆体让压装置包括套装在让压注浆管段上的套筒，套筒内依次设有扁平型压力传感器和顶靠在阻挡螺母上的压缩弹簧，各扁平型压力传感器经导线连接有分区注浆指示器；所述套筒的内壁上开有多个凹槽，所述端部阻挡螺母的外表面上设有与套筒内壁凹槽个数相匹配的多个凸肋。

所述套筒的内壁上开有多个凹槽为2-4个；所述的分区注浆指示器中设有多个与杆体让压装置数量一致的指示灯。

本发明的全锚分区让压注浆锚杆的使用方法：

首先在围岩中钻出与杆体让压装置外径一致的钻孔，然后将组装好的分区让压注浆锚杆和多卷锚固剂药卷一起送入钻孔中，进行全长锚固，在分区让压注浆锚杆外露段安装锚杆托盘，拧上锁具螺母，并按照设计要求施加预紧力，将连接各扁平型压力传感器的经导线引出连接到分区注浆指示器上；

当巷道围岩内部某处发生局部破裂时，距离此处最近的杆体让压装置开始让压工作，随着该处围岩破裂区的不断发展，位于杆体让压装置中的压缩弹簧被逐渐压缩，与此同时此处的让压注浆管段杆体被逐渐从杆体让压装置中拉出，确保了此处锚杆杆体不被拉断破坏；

当杆体让压装置内的压缩弹簧被压缩至极限时，此时大部分的让压注浆管段杆体已被从杆体让压装置中拉出，且杆体上的出浆孔全部露出，此时位于钻孔外的分区注浆指示器上与该处杆体让压装置相对应的指示灯开始变亮，表示此刻可以对该围岩破裂分区进行注浆加固；将专用的注浆设备连接到分区让压注浆锚杆外露端上，使浆液通过围岩破裂分区处杆体上的出浆孔缓慢地渗透至围岩的破裂区中，当注浆压力或者注浆量达到设定值后，关闭注浆设备，停止注浆。

有益效果：本发明适用于深部巷道分区破裂化围岩的全锚分区让压和注浆加固，与现有技术相比，具有以下优点：

①可对安装的注浆锚杆进行初始全长锚固，提供较高的初始预紧力，进而主动控制深部巷道围岩内部破裂的发展速率；