[发明专利]一种注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置及支护方法

权利要求书

1.一种注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：它包括内部设有进浆管（6）的注浆锚索杆体（1），注浆锚索杆体（1）尾部设有托盘（4）和锁具（5），注浆锚索杆体（1）尾部的进浆管（6）接口螺纹连接有封口螺母（7），注浆锚索杆体（1）的头部设有预留出锚固段（10）距离的锚固剂防漏装置，注浆锚索杆体（1）的中段设有根据需要位置可调且与进浆管（6）连通的出浆口（8），出浆口（8）的前后两端在注浆锚索杆体（1）上设有位置和间距可调的注浆防漏装置，注浆防漏装置之间在注浆锚索杆体（1）上的区域即为注浆段（9），其中锚固剂防漏装置和注浆防漏装置的尺寸均与锚固钻孔匹配；

所述的锚固剂防漏装置为一个锚环套（2），所述注浆防漏装置包括在出浆口（8）前端可根据需要调整位置的一个锚环套（2）以及在出浆口（8）后端可根据需要调整位置的一个锚爪套（3）；

所述锚环套（2）包括对开分体锥形锚环（2-1），对开分体锥形锚环（2-1）为一端为大环口一端为小环口的锥形管状结构，锥形管状结构由两个对称设置的构件组成，对开分体锥形锚环（2-1）外侧设有将两个构件箍住的内锥形环套（2-2），对开分体锥形锚环（2-1）外圆锥面与内锥形环套（2-2）内圆锥面相贴合，靠近对开分体锥形锚环（2-1）小环口的外侧设有内凹槽（2-4），内凹槽（2-4）内设有缠绕钢丝（2-3）；内锥形环套（2-2）包括橡胶套（2-7）和内锥形钢环（2-8）；锚环套（2）设置在注浆锚索杆体（1）上时，小环口指向锚杆头、大环口指向托盘（4）设置安装；

所述的锚爪套（3）包括环形钢套（3-3），环形钢套（3-3）一侧连接有向外张开的四根弧形钢丝（3-1），四根弧形钢丝（3-1）外侧覆盖有喇叭状橡胶套（3-2），喇叭状橡胶套（3-2）通过弧形钢丝（3-1）撑开用以防止浆液漏浆，安装时锚爪套（3）设有弧形钢丝（3-1）和喇叭状橡胶套（3-2）的一端指向托盘（4）。

2.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：注浆锚索杆体（1）的直径为20~22mm，注浆锚索杆体（1）上根据需要设有1~3个出浆口（8）。

3.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：所述的锚环套（2）的对开分体锥形锚环（2-1）大环外径为27~29mm，对开分体锥形锚环（2-1）小环外径为20~22mm，对开分体锥形锚环（2-1）长度为18~22mm；所述的锚环套（2）的内凹槽（2-4）槽深2~3mm，内凹槽截面为圆弧形。

4.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：所述的对开分体锥形锚环（2-1）内侧与注浆锚索杆体（1）表面之间设有增加摩擦性的锯齿状螺纹（2-5），锯齿状螺纹（2-5）内径与外径之间的孔隙填充有一层用于加强封闭性环氧树脂软胶（2-6），锯齿状螺纹（2-5）外径为19~21mm，锯齿状螺纹（2-5）内径为18~20mm。

5.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：所述的内锥形环套（2-2）直径为28~30mm，内锥形环套（2-2）截面为椭圆形，其包括橡胶套（2-7）和内锥形钢环（2-8），其中橡胶套（2-7）设置在内锥形钢环（2-8）的外侧，两者通过胶粘结。

6.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：所述的弧形钢丝（3-1）的强度为1500~1860MPa，所述的喇叭状橡胶套（3-2）的最大直径为30~32mm，长度为30~40mm。

7.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：所述环形钢套（3-3）包括钢圆环（3-4）和橡胶圆环（3-5），其中橡胶圆环（3-5）通过胶粘设置在钢圆环（3-4）外侧，弧形钢丝（3-1）和喇叭状橡胶套（3-2）共同固定于钢圆环（3-4）和橡胶圆环（3-5）之间。

8.根据权利要求1所述的注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，其特征在于：注浆段（9）的长度范围为500~2000mm，锚固段（10）的长度范围为1000~1500mm。

9.一种使用上述任一权利要求所述注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置的支护方法，其特征在于：首先确定注浆锚索锚固长度，根据需要设定注浆锚索出浆口数量和对应的出浆口位置，最后施工注浆锚索及滞后定长注浆加固；

具体步骤如下：

a根据巷道埋深，调节锚环套（2）位置确定注浆锚索锚固段（10）的长度L1，当埋深≤400m时，锚固段（10）的长度L1为0.6~1.0m；当400m＜埋深≤800m时，锚固段（10）的长度L1为1.0~1.4m；当埋深＞800m时，锚固段（10）的长度L1为1.4~1.8m；

b利用钻孔窥视仪探测新掘巷道围岩裂隙发育位置信息及裂隙扩展长度L2，计算该钻孔需要的注浆段（9）的长度L3=L2+0.5m，然后根据新掘巷道围岩裂隙发育位置信息调整锚环套（2）和锚爪套（3）的位置和两者之间的距离，将两者之间距离调整为L3，同时确保注浆锚索出浆口（8）置于围岩裂隙扩展的居中区域；

c施工注浆锚固钻孔，钻孔直径为26~28mm，依次放入锚固剂和注浆锚索定长锚与定长注的锚固装置，利用锚杆钻机安装锚固装置，注浆锚索杆体（1）端部的锚环套（2）将锚固剂阻挡在设定的锚固区域使注浆锚索杆体（1）的锚固段（10）充分锚固，采用张拉机具将锚固装置张拉到支护规程中要求的预拉力；

d滞后巷道掘进工作面20~50m后，利用注浆泵连接进浆管（6）实施定长注浆，此时浆液通过锚索出浆口（8）流出，并通过锚环套（2）和锚爪套（3）的封堵作用，使浆液只在钻孔的注浆段（9）范围充填，同时使浆液精准流入裂隙区域，待注浆完毕后利用封口螺母（7）旋入注浆锚索进浆管（6），以此完成对煤巷围岩特定裂隙区域的定长注浆加固。