[发明专利]一种磷镁材料锚固剂锚杆制备及其施工方法

说明书

本发明属于矿山工程的锚杆支护技术领域，尤其是一种磷镁材料锚固剂锚杆制备及其施工方法，包括成孔；锚固剂的制备、锚杆杆体加工、制锁环加工、托盘制作、锁紧螺母固定共六个步骤，使锚杆居中定位，具有制锁作用，增强围岩自稳承载能力，提高支护效果，节约了支护成本，此外还能消化部分产能严重过剩的磷酸一铵，提高磷酸一铵的附加值。

技术领域

本发明属于矿山工程的锚杆支护技术领域，尤其是一种磷镁材料锚固剂锚杆制备及其施工方法。

背景技术

在矿山工程中，为防止巷道围岩变形塌蹦或失稳而危及安全，对巷道围岩进行加固的一种主要的支护技术是采用锚杆支护；通过锚固剂将锚杆与锚孔围岩之间粘结结合将围岩加固起来，提高围岩的整体性，用以控制围岩变形，使之达到稳定安全状态；这种技术现在已经比较成熟，且有多种锚杆支护类型及与锚杆相适应的锚固工艺，以适应不同的围岩与不同条件的需要。

目前使用的锚杆支护多为树脂锚杆支护技术，在树脂锚杆施工中，锚固剂推进移动时，有时会因为锚固剂与锚孔围岩壁摩擦而破损，导致锚固剂提前流出而迅速凝固，使得锚杆过早的被固定，导致锚杆、锚固剂和锚孔孔都被报废，浪费人力物力财力和时间，树脂锚固剂还具有耐久性差，成本高，充盈系，搅拌不均匀、锚固剂松散不密实等缺点；通过研究，得到一种简单实用、强度高、耐久性良好、成本低、搅拌均匀、挤压密实、抗拔能力高的磷镁锚杆构造。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种磷镁材料锚固剂锚杆制备，包括以下步骤：(1)成孔；(2)锚固剂的制备；(3)锚杆杆体加工；(4)制锁环加工；(5)托盘制作；(6)锁紧螺母固定。

所述成孔采用凿岩设备按设计要求的锚孔直径、锚杆间距、排距及孔深进行打眼。

所述锚固剂的制备，具体为：取本批次锚杆所需磷镁基锚固剂干混料，倒入塑料桶中倒入高0.4米，直径0.5米的圆形塑料桶中，加如说明书中所需水量，用MDS的小型电动搅拌器搅拌均匀，然后通过塑料漏斗向套在模具上相配套的可溶性塑料纸袋中装料，装至模具的上口即可，取下打结，并用10～20mm长的防水胶封口即可。(制备过程中所用机具详见表1)。

搅拌用水符合砂浆搅拌用水标准，占总质量5％～10％。

所述磷镁锚固剂干混料原料以重量份计为磷酸镁水泥80～120份、外加剂2～15份、掺合料10～15份、骨料50～100份，通过计量装置计量后进入搅拌系统搅拌均匀制成干混料，采用塑料包装袋包装为每袋3-5kg。

所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵按照质量比为1～4:1的混合物；重烧氧化镁特征为：1600℃以上煅烧过的菱镁矿，其氧化镁含量为88％～95％，细度为80～400目；磷酸一铵特征为：工业产品级别的磷酸一铵，养份(以N和P₂O₅总量计)不低于58％，细度为60～400目。

所述外加剂为工业级别硼砂或硼酸，纯度以质量百分数不低于95％，细度为60～400目。

所述掺合料为粉煤灰、偏高岭土混合物等，特征为：粉煤灰：偏高岭土＝2～4：1，粉煤灰等级不低于二级粉煤灰，细度为300～1600目；偏高岭土为800℃以上煅烧过的高岭土，细度为800～1600目。

所述骨料(精品机制砂石)是砂石在加工过程中通过了筛分、整形和除尘等工序，使砂石的级配满足质量标准，砂石骨料粒型呈立方多棱体，能有效降低空隙率，增加堆积密度和抗压强度，可大大降低磷酸镁水泥的用量，同时砂石中的含粉量能得到有效控制，粒径为0～2.36mm。

所述锚杆杆体加工按照设计选用所需直径和长度选择粗螺纹钢管或螺纹钢钢筋，锚头加工成粗螺纹丝杆，丝杆长度≧600mm，锚尾为粗螺纹螺杆，丝杆长度≤50mm。

所述制锁环加工由与杆体配套的螺帽和钢制喇叭焊接而成。