[发明专利]一种预应力扩散型大孔径高强混锚锚索及施工方法

说明书

本发明提出了一种预应力扩散型大孔径高强混锚锚索及施工方法，包括锚索体、托盘、锁紧装置，所述托盘上设置有注浆孔和排气孔，所述锚索体包括为内锚段和自由段，所述内锚段位于锚索体另一端，由树脂锚固剂锚固；所述自由段位于锚索体中部，由水泥砂浆锚固；所述自由段上设置有筒状的钢塑网，所述钢塑网与锚索体之间设置有限位套。通过对索体周围铺设一层钢塑网，能很好地对索体进行保护，提高了锚索的适应能力，增强了锚索的耐用性，对维护巷道围岩的稳定具有重要意义。

技术领域

本发明涉及采矿工程领域，具体地指一种预应力扩散型大孔径高强混锚锚索及施工方法。

技术背景

地下矿山向深部延伸过程中，高应力软岩巷道支护问题越来越突出。尤其是巷道围岩裂隙急剧发育、地应力成倍增加。因此，具有极高承载能力的锚索支护成为控制软岩巷道围岩变形的重要技术措施。当前，地下软岩巷道中使用的锚索多为直径不大于20mm的小孔径锚索，且采用树脂锚固剂锚固，存在以下问题：

1)现有树脂锚固剂为快凝型锚固剂，不饱和聚酯树脂、固化剂和促进剂的反应固化时间在30秒以内，极易出现在锚索安装过程中锚固剂便已凝固粘结的现象，导致大部分锚索索体留在孔外，造成支护材料浪费和支护隐蔽工程质量较差；

2)由于1)中锚固剂固化时间过短，当锚索在孔内推进搅拌过程完成且尚未在锚索外露端部施加预应力时，孔内锚索体已经被锚固剂粘结凝固。此后，在锚索外露端部施加预应力，由于锚固剂的固化限制作用，造成预应力沿索体轴向扩散范围较小；

3)当采用水泥砂浆作为锚索与孔壁围岩的粘结介质时，虽然能够克服问题1)和2)，但是，由于软岩巷道围岩节理裂隙极为发育，在高应力作用下围岩产生强烈剪胀变形，导致锚索与孔壁围岩之间的环状锚固介质受到极高的拉剪应力作用。同时，由于水泥砂浆材料的抗拉和抗剪性能较差，环状锚固介质极易出现拉剪失效特征，丧失水泥砂浆对孔壁岩体和锚索的粘结作用，导致锚索支护失效。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种经济、方便、更能适用软岩巷道支护的预应力扩散型大孔径高强混锚锚索及施工方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的预应力扩散型大孔径高强混锚锚索，包括锚索体、托盘、锁紧装置，所述托盘上设置有注浆孔和排气孔，其特征在于：所述锚索体包括为内锚段和自由段，所述内锚段位于锚索体另一端，由树脂锚固剂锚固；所述自由段位于锚索体中部，由水泥砂浆锚固；所述自由段上设置有筒状的钢塑网，所述钢塑网与锚索体之间设置有限位套。

进一步地，所述限位套设置有多个，沿锚索体轴向均匀布置。更进一步地，所述限位套之间的间隔为500mm。由于索体较长，且索体为柔性，每隔500mm设置限位套一方面能够达到固定效果。

更进一步地，所述限位套包括环状连接体，所述环状连接体外设置有向四周呈发散状的限位支撑肋。

进一步地，所述锚索体由内向外依次为钢芯线、内层钢绞线和外层钢绞线，所述内层钢绞线由九股直径为3.2mm的钢绞线反向旋钮密贴钢芯线构成，所述外层钢绞线由九股直径5.3mm的钢绞线反向旋扭紧密贴内层钢绞线构成。本发明中加入钢芯线和多股钢绞线能够增强索体强度，对拉剪应力的作用承受力更强，支护效果更好。

进一步地，所述限位套设置有多个，其中两个位于钢塑网两端。限位套的作用是固定，对钢塑网两端设置限位套能很好地固定钢塑网在水泥砂浆锚固段的位置，防止滑脱。

进一步地，所述注浆孔和排气孔对称布置在托盘上，所述注浆孔和排气孔的孔径为10mm。

进一步地，所述钢塑网由高强度碳素钢丝和聚乙烯树脂复合而成。是一种钢塑复合加筋带。以塑料材料作为保护层，使其具有了抗老化、抗氧化的能力，增强了锚索在酸、碱、盐等恶劣环境下的适应能力，当面临软岩巷道产生的拉剪应力作用时，钢塑网能够及时对索体实现保护，维护围岩稳定性。