一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用.pdf

本发明涉及一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，用于实现大变形煤体的加固。该锚杆主要由注浆管体、止浆塞、连接套、注浆口、渗流孔组成。所述注浆管体包括注浆管和缠绕在注浆管上的棕绳，其中注浆管为四周开孔的中空PVC塑料管，棕绳为工业常用剑麻白棕绳，粘结缠绕在注浆管外周；所述止浆塞包括活塞、弹簧、阻挡塞，防止浆液从注浆管中流出；所述连接套，可无缝外套于注浆管体的端头，起连接锚杆的作用，可使锚杆加长。该锚杆通过往煤体内部注浆，实现增强支护强度的功能，有效控制煤体的大变形,防治煤壁片帮,具有较好的推广前景。

1.  一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于由注浆管体、止浆塞、连接套、注浆口、渗流孔组成，其中注浆管体包括注浆管和缠绕在注浆管上的棕绳，止浆塞包括活塞、弹簧、阻挡塞；注浆管体通过钻孔进入煤体内部，注浆管体另一端头可通过连接套连接另一注浆管体，注浆口位于注浆管表面，止浆塞内置于注浆管，与注浆口相邻，渗流孔分布在注浆管表面。

2.  根据权利要求1所述的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于注浆管体包括注浆管和棕绳，其中注浆管为表面开孔的中空PVC塑料管，是浆液的流动通道，所述棕绳为工业常用剑麻白棕绳，并且粘结缠绕在注浆管外周，通过渗流孔实现与浆液的粘结，提高锚杆支护强度，达到柔性材料和注浆液的双重加固；棕绳和所述注浆管为一个整体，由机械加工直接成形；其中注浆管表面缠绕的不同股数和螺距的棕绳，代表不同的棕绳延伸率，表现出不同的支护强度。

3.  根据权利要求1所述的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于止浆塞可无缝内置于注浆管体中，由活塞、弹簧和阻挡塞组成，其中阻挡塞中间有孔并固定于注浆管内，开始注浆时，浆液压力压缩弹簧使浆液进入注浆管，当停止注浆时，止浆塞回弹，实现向煤体内停止注浆和防止注浆管内的浆液回流的功能；连接套可无缝外套于注浆管体的端头，连接锚杆达到所需长度。

4.  根据权利要求1所述的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于所述连接套、注浆管均为独立的塑料制品，其中连接套为硬质塑料中空圆柱体，通过柔性材料实现了煤壁的加固作用。

一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用
技术领域
本发明属于采场煤壁加固领域，具体的说涉及一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，将柔性材料和注浆材料结合起来，通过锚杆直接向煤体内注浆，增加支护强度，有效控制煤体的大变形,防治煤壁片帮。
背景技术
在煤矿大采高工作面、软煤层工作面、仰斜开采工作面以及深部开采工作面，煤壁片帮问题突出，严重影响工作面推进速度和正常循环作业，难以实现高产高效安全开采。煤壁片帮的形成是由于工作面前方煤体形成了高支承压力，一旦支承压力超过煤体强度极限，并随着开采引起的约束减少和卸载作用，煤壁便会发生片帮，常表现为顶部片帮、中部片帮和底部片帮。
目前，治理煤壁片帮的措施主要包括：改变煤体性质、合理控制采高、增大液压支架初撑力、加快工作面推进速度以及改变工作面推进方向等措施。
上述治理煤壁片帮的方法存在或支护强度低、或支护循环进度小、或支护成本高以及支护效果差等诸多问题。
本发明介绍的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，将锚杆与注浆技术结合起来，借助锚杆载体，通过锚杆直接向煤体内注浆，实现锚杆与注浆的双重支护，增加支护强度，控制煤体的大变形，防治煤壁片帮。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，该锚杆在保证可适应煤壁片帮大变形的基础上，实现柔性材料和注浆材料的双重支护、提高支护强度、降低注浆成本等特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，由注浆管体、止浆塞、连接套、注浆口、渗流孔组成，其中注浆管体包括注浆管和缠绕在注浆管上的棕绳，止浆塞包括活塞、弹簧和阻挡塞；注浆管体通过钻孔进入煤体内部，注浆管体另一端头可通过连接套连接另一注浆管体，注浆口位于注浆管表面，止浆塞内置于注浆管，与注浆口相邻，渗流孔分布在注浆管表面。
注浆管体包括注浆管和棕绳，其中注浆管为四周开孔的中空PVC塑料管，实现浆液的储存作用，所述棕绳为工业常用剑麻白棕绳，并且粘结缠绕在注浆管外周，通过渗流孔实现与浆液的粘结，提高锚杆支护强度，达到柔性材料和注浆液的双重加固；棕绳和所述注浆管为一个整体，由机械加工直接成形。
止浆塞可无缝内置于注浆管体中，由活塞、弹簧和阻挡塞组成，其中阻挡塞中间有孔并固定在注浆管内，开始注浆时，浆液压力压缩弹簧使浆液进入注浆管，当停止注浆时，止浆塞回弹，实现向煤体内停止注浆和防止注浆管内的浆液回流的功能；连接套可无缝外套于注浆管体的端头，连接锚杆达到所需长度。
本发明的有益效果：
(1)实现锚杆与注浆双重支护。将煤壁煤体进行全长锚固，通过锚杆往煤体内注浆，锚杆即起支护作用，又起载体作用，将柔性加固材料和注浆材料很好的结合起来，加固后的煤壁煤体一次加固深度和强度显著提高，即使煤壁发生片帮，柔性棕绳也能够提供拉力防治片帮的煤体不滑落；并且随着采煤机割煤，煤体柔性加固全长锚固锚杆被逐步切断，但是全长锚固的锚杆仍能够适应煤壁煤体的变形，防治煤壁片帮的发生。
(2)不影响工作面回采作业。因为锚杆整体大部分为塑料制品，采煤机割煤后锚杆就落入煤体中，易将煤与锚杆分离，且不会对工作面采煤机运行造成 影响。
(3)设计合理、结构简单。生产加工时即将棕绳粘结缠绕在注浆管外周，从而能够保证棕绳捆绑密度的均匀和固定的牢固。连接套、止浆塞均为独立部件，并且可通过强力胶等介质与注浆管体粘结。连接套可实现注浆管体的加长，止浆塞则可实现向煤体内停止注浆和防止注浆管中浆液回流的功能；可根据煤壁所需确定锚杆长度和注浆量。
(4)省工、省时、省钱。该锚杆支护操作简便，节省了人力物力，缩短了施工时间，提高了生产效率，降低了注浆成本，经济技术效益显著。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1是一种煤体柔性加固全长锚固锚杆结构正视图。
图2是一种煤体柔性加固全长锚固锚杆结构左视图。
图3是止浆塞示意图。
具体实施方式
参照图1、2、3对本发明的实施例进行说明，一种煤体柔性加固全长锚固锚杆由注浆管体1、连接套2、止浆塞3、渗流孔4、注浆口5组成，其中注浆管体1包括注浆管6和棕绳7，止浆塞3包括活塞8、弹簧10和阻挡塞9。根据地质条件及生产需要确定注浆孔的深度、直径以及注浆孔与煤壁的角度，打入注浆孔，按照注浆孔截割或用连接套2接连好注浆管体1，将组装好的煤体柔性 加固全长锚固锚杆杆体放入注浆孔内至钻孔底部，之后再把化学浆液通过注浆口5，注浆压力压缩活塞8、弹簧10，经阻挡塞9中间孔注入注浆管6内，化学浆液顺着注浆管6的渗流孔4扩散到管体外，与棕绳7粘结，待注浆体积至所需用量时，停止注浆，止浆塞3回弹，并防止注浆管6内的浆液回流。锚杆整体固定在煤体内部，待化学浆液和棕绳7、注浆管6、孔壁围岩粘结凝固在一起时，便对大变形煤壁或煤体实现了全长柔性锚固作用。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果，都属于侵权，本发明可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。