專利名稱：泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦巷道圍巖的控制與支護技術(shù)，尤其是一種適用于巷道圍巖的泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法。
背景技術(shù)：
在巖土和采礦工程中，錨桿支護是兼有支架和加固兩種作用的圍巖控制技術(shù)，與框式支架相比，以其顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益在世界各國獲得廣泛應(yīng)用，以錨桿為基本支護形式的包括單體錨桿、錨梁(帶)、錨梁(帶)網(wǎng)及錨桿與錨桿/索支護的錨桿支護系統(tǒng)發(fā)展迅速，被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外煤礦巷道支護中，成為煤礦實現(xiàn)高產(chǎn)高效必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之
一預(yù)應(yīng)力錨桿/索是在錨桿支護基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種錨固深度大、承載能力高、可施加較大預(yù)緊力的新型支護技術(shù)，能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)動圍巖的自身承載能力，在困難條件下(如大斷面巷道與交岔點、復(fù)合破碎頂板巷道、地質(zhì)構(gòu)造影響帶等)采用錨桿/索加固技術(shù)，能夠保證圍巖的穩(wěn)定與安全，現(xiàn)已成為困難巷道補強加固的主要手段。隨著對能源需求的增加和開采強度的不斷增大，淺部資源日益減少，國內(nèi)外許多礦山都相繼進入深部資源開采狀態(tài)，相對于淺部開采，深部巖體處于“三高一擾動”相互耦合的復(fù)雜環(huán)境，巷道變形量大、變形時間長、圍巖破碎嚴(yán)重，錨桿、索失效較多，巷道維護十分困難。傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨桿/索一般采用樹脂藥卷進行端頭錨固，雖然該方式粘結(jié)強度高、固化快、安全可靠性高，但是無法實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力全長錨固，從而在高應(yīng)力大變形條件下易產(chǎn)生應(yīng)力集中而破斷。目前為了實現(xiàn)錨桿/索全長錨固普遍采用注漿方式，但卻存在著封孔工藝復(fù)雜，跑、漏漿現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，錨固效果較差。上述現(xiàn)象嚴(yán)重影響錨桿/索支護對圍巖的控制效果，特別是無法解決深部軟弱破碎、動壓、大變形巷道的支護難題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種簡單、易施工、效果好的泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法。技術(shù)方案:本發(fā)明泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法，包括在巷道巖面上鉆孔、清孔，其步驟如下:
a、制備兩種凝固時間不同的速凝膏體漿液和緩凝膏體漿液；
b、在所述巷道巖面上的鉆孔內(nèi)插入與注漿泵相連的軟管，直至鉆孔的底部；
C、根據(jù)鉆孔、錨桿/索的直徑和錨固長度計算出預(yù)應(yīng)力全錨固所需膏體漿液注入量，設(shè)定速凝膏體漿液錨固段的長度為鉆孔深度的1/6，緩凝膏體漿液錨固段的長度為鉆孔深度的5/6 ；
d、打開注漿泵通過軟管先向鉆孔內(nèi)注入速凝膏體漿液，然后再向鉆孔內(nèi)注入緩凝膏體漿液，兩種膏體漿液一邊注入一邊將軟管慢慢抽出，使速凝膏體漿液、緩凝膏體漿液填滿抽出軟管的空隙；e、將錨桿/索插入鉆孔內(nèi)，擠出的速凝膏體漿液、緩凝膏體漿液充填在錨桿/索周圍的環(huán)形縫內(nèi)，在錨桿/索的外露段依次裝上托盤、楔形錨具；
f、待速凝膏體漿液凝固后，使用張拉儀對錨桿/索外露段進行張拉，在錨桿/索全長范圍內(nèi)施加預(yù)緊力，待緩凝膏體漿液凝固后即形成全長錨固。所述的速凝膏體漿液由水、水泥、錨固添加劑、速凝劑按質(zhì)量比配置而成，其中水和水泥的質(zhì)量比為0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，速凝劑為水泥量的2°/Γ3%，凝固時間為30min。所述的緩凝膏體漿液由水、水泥、錨固添加劑按質(zhì)量比配置而成，其中水和水泥的質(zhì)量比為0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，凝固時間為6個小時。有益效果:本方明采用兩種凝固時間不同的膏體注漿液作為錨固劑，具有較好的觸變性和流動性，其馬氏漏斗粘度值可以達到50s左右，不會因重力影響出現(xiàn)流墜現(xiàn)象，能夠有效避免普通水泥漿液易跑漏的問題，同時兩種凝固時間快慢不同的膏體漿液具有足夠的凝固時間差，在速凝膏體漿液凝固后即對錨桿/索施加預(yù)緊力，緩凝膏體漿液待施加完預(yù)應(yīng)力一段時間后才會凝固，這樣就將預(yù)緊力與全長錨固結(jié)合起來，有效提高了錨桿/索對圍巖變形的控制效果，能夠解決深井高地應(yīng)力強動壓大變形巷道的支護難題。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)應(yīng)力錨桿/索的全長錨固，有效提高單根錨桿/索對圍巖的錨固力，從而改善巷道支護效果，降低錨桿/索的支護密度，較傳統(tǒng)的端頭錨固方式錨固體允許變形量更大，能夠解決深井高應(yīng)力巷道支護難題。本發(fā)明也可用于其他巖土、水利及國防工程中的圍巖支護中。能夠有效解決現(xiàn)有錨桿/索支護技術(shù)存在的錨固長度有限、不能適應(yīng)深部高應(yīng)力條件下的巷道圍巖大變形的問題。其方法簡單、易施工、錨固效果好，具廣泛的實用性。


圖1為本發(fā)明的注漿過程示意圖；`
圖2為錨桿/索安裝示意圖。圖中，1-巷道巖面，2-鉆孔，3-軟管，4-速凝膏體漿液，5-緩凝膏體漿液，6-錨桿/索，7-托盤，8-楔形錨具。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的描述:
實施例1、
(1)按水和水泥質(zhì)量比為0.25進行拌漿分別配置速凝膏體漿液4、緩凝膏體漿液5:取水泥2000克，水500克，由巴斯夫公司生產(chǎn)的FL0WCABLE錨固添加劑60克，速凝劑40克，完全攪拌均勻后制備出速凝膏體漿液4 ;再取水泥2000克，水500克，由巴斯夫公司生產(chǎn)的FLOffCABLE錨固添加劑60克，完全攪拌均勻后制備出緩凝膏體漿液5 ；
(2)在巷道巖面I施工鉆孔2，鉆孔直徑為28mm，鉆孔深度為6000mm，并清孔；
(3)將內(nèi)徑為15mm外徑為22mm的軟管3插入鉆孔2的底部；
(4)根據(jù)鉆孔2、錨桿/索6的直徑和錨固長度，通過下式計算出預(yù)應(yīng)力全錨固所需膏體漿液注入量，
權(quán)利要求
1.一種泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法，包括在巷道巖面(I)上鉆孔(2)、清孔，其特征在于: a、制備兩種凝固時間不同的速凝膏體漿液(4)和緩凝膏體漿液(5)； b、在所述巷道巖面⑴上的鉆孔(2)內(nèi)插入與注漿泵相連的軟管(3)，直至鉆孔⑵的底部； C、根據(jù)鉆孔(2)、錨桿/索(6)的直徑和錨固長度計算出預(yù)應(yīng)力全錨固所需膏體漿液注入量，設(shè)定速凝膏體漿液(4)錨固段的長度為鉆孔(2)深度的1/6，緩凝膏體漿液(5)錨固段的長度為鉆孔(2)深度的5/6 ； d、打開注漿泵通過軟管(3)先向鉆孔(2)內(nèi)注入速凝膏體漿液(4)，然后再向鉆孔(2)內(nèi)注入緩凝膏體漿液(5)，兩種膏體漿液一邊注入一邊將軟管(3)慢慢抽出，使速凝膏體漿液(4)、緩凝膏體漿液(5)填滿抽出軟管(3)的空隙； e、將錨桿/索(6)插入鉆孔(2)內(nèi)，擠出的速凝膏體漿液(4)、緩凝膏體漿液(5)充填在錨桿/索(6)周圍的環(huán)形縫內(nèi)，在錨桿/索￠)的外露段依次裝上托盤(7)、楔形錨具(8)；` f、待速凝膏體漿液(4)凝固后，使用張拉儀對錨桿/索(6)外露段進行張拉，在錨桿/索(6)全長范圍內(nèi)施加預(yù)緊力，待緩凝膏體漿液(5)凝固后即形成全長錨固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法，其特征是:所述的速凝膏體漿液(4)由水、水泥、錨固添加劑、速凝劑按質(zhì)量比配置而成，其中水和水泥的質(zhì)量比為0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，速凝劑為水泥量的2°/Γ3%，凝固時間為30mino
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法，其特征是:所述的緩凝膏體漿液(5)由水、水泥、錨固添加劑按質(zhì)量比配置而成，其中水和水泥的質(zhì)量比為`0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，凝固時間為6個小時。
全文摘要
一種泵送膏體預(yù)應(yīng)力全錨錨桿/索支護方法，采用兩種凝固時間不同的膏體注漿液作為錨固劑，在鉆孔內(nèi)插入軟管，通過軟管先向鉆孔內(nèi)注入速凝膏體漿液，然后再向鉆孔內(nèi)注入緩凝膏體漿液，將錨桿/索插入鉆孔內(nèi)，在錨桿/索的外露段依次裝上托盤、楔形錨具；待速凝膏體漿液凝固后，使用張拉儀對錨桿/索外露段進行張拉，在錨桿/索全長范圍內(nèi)施加預(yù)緊力，待緩凝膏體漿液凝固后即形成全長錨固。本發(fā)明能夠解決深孔錨固難題，可通過調(diào)節(jié)速凝劑添加量來控制，錨桿/索內(nèi)外段采用快慢膏體漿液分別錨固，將預(yù)緊力與全長錨固有機結(jié)合了起來，施工工藝簡單，有效提高了錨桿/索對圍巖變形的控制效果，解決了深井高地應(yīng)力強動壓大變形巷道的支護難題。
文檔編號C04B28/00GK103147777SQ20131009367
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者張農(nóng), 薛飛, 闞甲廣, 趙一鳴 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)