[发明专利]锚杆支护用灌法混凝土的方法和装置

说明书

本发明是关于将混凝土送进岩石混凝土锚杆支护钻孔中的一种方法和装置，其中：一根供料软管被推进一孔道中，通过供料软管将混凝土抽送到孔道内，在抽送混凝土的同时将供料软管从钻孔中向外抽出。在岩石锚杆支护中，锚杆或缆索是采用在岩石中钻出的孔中的混凝土来固定的，以增强矿井和坑道中的岩石。

瑞典专利7901616-8公开了一种岩石锚杆支护装置，其中混凝土供料管是连在一沿着支承梁可以移动的托架上，借此将供料管推进到一个在岩石上的钻孔中和从孔中抽出。

用此已有的装置将混凝土送入钻孔是通过推动供料管直到孔的尽头，并在供料管从孔中抽出的同时将混凝土送入孔内。为了撤回供料管，移动供料管托架的位移马达的起动必定要与混凝土供料泵马达的起动是同步的，以便在供料管从孔中抽出的同时，按予计足以填满孔道的混凝土量由供料管送入到孔道内。

然而，以这种方式供给混凝土是有缺点的，它不能可靠地保证钻孔确实会被所用的混凝土量填满。这是因为在岩石中可能存有砂眼或裂缝，而在混凝土送进孔道时，可能灌入到这些裂缝和砂眼中。因为供料管的抽出是与混凝土供料同时进行的，其结果是当予定给于孔道的混凝土量渗入到砂眼和裂缝中去时，孔道就不能整个地填满。另一方面，还不能确定裂缝是否，即使不完全地，已被混凝土所填满。基于这点，岩石锚杆支护的凝固可能处于不完善状态。

瑞士专利615，245公开了一种用来将混凝土送入钻孔的方法。此方法是基于这样的想法，送入孔内的混凝土压迫孔内的供料管向外，取决于孔内充入混凝土的程度。然而要实现这一方法需要将一根柔性多孔软管与供料管一起推进到钻孔中，为了使软管紧紧地包围住供料管的末端部分，而混凝土在软管中流动。用这种方法，是不可能填满裂缝和砂眼，连局部地也不可能。

在芬兰专利申请832，124中曾提出应当利用钻孔中的混凝土充气压力，用一个驱动装置有把握地把供料管从孔中拖出，取决于每一特定时刻孔道中占优势的水泥填充压力。从而不仅保证钻孔，同时还保证沿孔道出现的裂缝与砂眼可以填满混凝土。当锚杆支护很长，例如超过4米，充满混凝土之后供料管的重量，管壁与孔道之间的摩擦阻力，以及管子和孔道的直径差异，使得供料管已不再起一个活塞的作用来推动混凝土。因此必须调整供料管的退出速度，以便与泵的生产率相适应，其中含有不定因素。

本项发明的目的是提供一种方法，它避免了上述缺点，并保证即使岩石中有裂缝和砂眼，也能用混凝土把钻孔填满。根据本发明，达到上述目标所用方法的特征在于，混凝土首先是用初始泵抽取到一个活塞式计量泵，其后用计量泵的抽吸冲程将混凝土抽送到供料软管，与此同时钻孔中的软管向外退出，当供料软管从所述距离退回时，抽送到供料软管中的用于供料软管退回距离的混凝土量要比填满一个不破裂钻孔的混凝土量为多，并且计量泵的抽吸冲程时间内初始泵停止工作。

本发明是依据这样的想法，以可调整的方法将超量的混凝土抽送到钻孔中，例如与填满一个无任何裂缝孔道所需混凝土量相比较超过20%。若岩石中有裂缝，超量混凝土灌入到裂缝中去。当已知岩石的断裂程度，则可根据岩石类型调整混凝土超量，以保证填满钻孔。混凝土超量灌入的裂缝，仅仅是钻孔附近的裂缝，通常足以固定锚杆支护在孔道中。

根据供料软管退出的距离或根据退出的速度可控制混凝土的抽软，因此，确实地实现了供给钻孔的混凝土超量取决于供料软管的退回动作。

当在岩石中钻出一孔时，孔的深度可在钻孔时测定，这样在每一特定时刻，钻孔的口到钻头的距离是已知的。当钻头钻进岩石中的大裂缝时，钻探工由于钻探机的运动而觉察到裂缝或空穴。根据沿钻孔长度觉察到的空穴的深度值，可以确定岩石的种类。

通过测量混凝土供料软管的移动距离，供料软管的末端可以停留在钻孔中所予期的位置处。当供料软管被推进到孔道中，在孔道被完全填满之前，可在空穴处抽取混凝土。当供料软管从孔道中退出时，供料软管的末端可以停留在空穴处，并可仅用抽取的混凝土填满。岩石中的小裂缝，这些裂缝在钻孔时，或许不曾引起钻探工注意，则由计量的混凝土超量自动地填满。