[发明专利]一种适合于软弱煤岩的自钻自锚可接长锚杆及其锚固方法

摘要

一种适合于软弱煤岩的自钻自锚可接长锚杆及其锚固方法，适用于井巷软弱煤岩体支护工程。锚杆杆体分为简易钻头、中间杆体、连接套筒、尾部杆体、锥形橡皮塞五部分。使用时先用钻杆钻进钻孔深度的1/4～3/4，再根据需要组装锚杆进行钻进，在组装接长最后一段杆体时，用尾部杆体代替中间杆体接长，依靠锚杆自钻煤岩粉和钻孔快速收缩变形摩擦形成锚固力实现自锚功能，之后进行预紧即可。其实现自钻自锚；钻孔为半自动成孔方式减少了施工量，既缩短了单根锚杆施工时间，避免了因塌孔而造成废孔；锚杆杆体为多段可接长杆体，可根据现场需要，随时调节杆体总长度；不使用药卷，弥补了因塌孔造成药卷无法塞入和药卷在软弱煤岩体中可锚性差的不足。

主权项

1.一种适合于软弱煤岩的自钻自锚可接长锚杆的锚固方法，使用包括简易钻头（1）、组合杆体和紧固装置；所述组合杆体头部通过钻头内螺纹（11）与简易钻头（1）相连接，组合杆体包括多支中间杆体（2）、多个连接套筒（3）和尾部杆体（4），多支中间杆体（2）通过多个连接套筒（3）连接一体，最后一支中间杆体（2）的尾部通过连接套筒（3）连接尾部杆体（4），所述紧固装置通过螺纹连接在尾部杆体（4）上，所述紧固装置包括顺序设在尾部杆体（4）上的锥形橡皮塞（5）、托盘（6）和螺母（7）；所述中间杆体（2）头部设有连接外螺纹（9），尾端设有复合接头，所述复合接头为连接外螺纹（9）和六棱接头（10）构成，所述尾部杆体（4）除了头部设置连接外螺纹（9），尾部末端设有紧固螺纹（13）；中间杆体（2）和尾部杆体（4）的表面为普通螺纹钢螺纹，轴向中空设有注浆孔（8）；中间杆体（2）的上下两端连接外螺纹（9）的长度为10mm~150mm，六棱接头（10）的长度为1080mm，紧固螺纹（13）的长度为30mm~150mm,尾部杆体（4）的长度为400mm~3500mm；所述连接套筒（3）内有与中间杆体（2）相匹配的连接内螺纹（12），连接套筒（3）长度为40mm~160mm,连接套筒（3）直径为中间杆体（2）直径的105%~130%；所述锥形橡皮塞（5）内侧设有增加与尾部杆体（4）摩擦力的橡皮塞内螺纹（14）；其特征在于包括如下步骤：a．先在设计钻孔处用普通钻杆施工至设计钻孔长度的1/4~3/4处，然后抽出钻杆，此时钻孔会发生部分塌孔；b．根据设计钻孔的长度选择需要的中间杆体（2）和连接套筒（3）的数量，利用连接套筒（3）将中间杆体（2）及尾部杆体（4）组装在一起构成锚杆杆体：在首支中间杆体（2）前端安装简易钻头（1），将杆体头部送入钻孔，杆体后端安装至钻孔设备上后，进行钻进，钻进过程中利用连接套筒（3）和中间杆体（2）进行接长，在最后一次接长时使用尾部杆体（4）进行接长，每次接长后将新组合成的杆体最末端安装至钻孔设备上进行钻进，直至完成钻进全部的钻孔长度；由于中间杆体（2）和连接套筒（3）构成的锚杆杆体表面设有的普通螺纹钢螺纹，不具备排粉功能，钻进过程中不排煤或岩粉，钻孔的锚杆自钻段和杆体之间存在大量煤岩粉，通过摩擦使得杆体端部产生端锚力，钻孔浅部的1/4~3/4段由于软弱煤岩体钻孔具有快速塌孔收缩变形的性质，挤压杆体产生锚固力；c．当尾部杆体（4）外露长度剩余30mm~150mm时，关闭钻孔设备，将钻孔设备与尾部杆体（4）分离后在尾部杆体（4）尾部的紧固螺纹（13）依次套上锥形橡皮塞（5），托盘（6），并旋紧螺母（7）进行预紧，使得自钻自锚可接长锚杆挤压嵌入煤体，增大自钻自锚可接长锚杆与煤体的摩擦力，完成一次安装；d．施工1h~2h后，钻孔塌孔收缩变形更加充分，锚固力更大，用扳手对螺母（7）进行旋紧完成二次预紧，同时可防周围其它自钻自锚可接长锚杆施工时造成该自钻自锚可接长锚杆的预应力松弛；e.施工12~24h后，井下工作人员通过测力扳手检查自钻自锚可接长锚杆的预紧力，如预紧力不能满足要求时再次对自钻自锚可接长锚杆进行预紧，实现预紧力的维持。