一種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，鋼絞線的前端設(shè)有導(dǎo)向帽，鋼絞線的中心設(shè)有注漿管，注漿管的前端至導(dǎo)向帽的頂端之間設(shè)有堵漿圓鋼，注漿管的管壁上分布設(shè)有出漿孔，鋼絞線的外圍從上到下設(shè)有箍環(huán)，位于支護(hù)裝置自由段的鋼絞線外圍吻合套裝有鋼絞線套管，位于支護(hù)裝置密封段的鋼絞線外圍吻合套裝有耳片式密封膠套及圓臺(tái)封孔膠套，鋼絞線的尾端通過多孔鎖具緊固在托板上，鋼絞線與多孔鎖具之間設(shè)有夾片。該支護(hù)裝置及方法既能較大程度提高支護(hù)構(gòu)件的抗拉、抗剪強(qiáng)度，也能更好調(diào)動(dòng)深部穩(wěn)定圍巖的承載能力，此支護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，給礦井大松動(dòng)圈巖層的加固工作帶來了很大的便利。
【專利說明】ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種支護(hù)裝置，尤其是通過多根鋼絞線組合支護(hù)控制巷道圍巖變形的ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)礦井主要采用由普通礦用單根鋼絞線錨索或中空注漿錨索對(duì)巷道深部圍巖進(jìn)行加固。普通礦用單根錨索多通過端部樹脂錨固給圍巖以較高的預(yù)緊力，調(diào)動(dòng)深部圍巖的承載能力。中空注漿錨索一般先進(jìn)行端部樹脂錨固，張拉過后再進(jìn)行注漿加固并實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固，兼有高預(yù)應(yīng)カ和全長(zhǎng)錨固特性。
[0003]但隨開采水平的延深，深部巷道在高原巖應(yīng)力、強(qiáng)采動(dòng)擾動(dòng)等條件下，圍巖變形表現(xiàn)出明顯的軟巖長(zhǎng)時(shí)大變形特性，松動(dòng)圈明顯增大(局部超過5m)，此時(shí)普通礦用單根錨索及中空注漿錨索將表現(xiàn)出不足:
1.普通礦用單根錨索和中空注漿錨索的長(zhǎng)度一般在6-7m，在大松動(dòng)圈條件下，有限長(zhǎng)度的錨索將不能錨入深部較穩(wěn)定巖層中以充分調(diào)動(dòng)其承載能力；
2.考慮到單根鋼絞線的抗拉、抗剪強(qiáng)度較低，在原巖應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力、采動(dòng)應(yīng)力的復(fù)合影響下，普通單根礦用錨索和中空注漿錨索易承載過限而致拉斷、剪斷；
3.中空注漿錨索雖能對(duì)一定范圍內(nèi)的圍巖進(jìn)行注漿加固，但注漿過后形成全長(zhǎng)錨固，錨索整體極限延伸率降低，不能適應(yīng)深部軟弱圍巖的持續(xù)變形特性；
4.普通礦用單根錨索和中空注漿錨索的抗沖擊載荷能力差，與深部開采的沖擊傾向性不相適應(yīng)。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有的礦用單根鋼絞線錨索或中空注漿錨索不能對(duì)大松動(dòng)圈巖層進(jìn)行加固的問題，本發(fā)明提供ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，該支護(hù)裝置及方法既能較大程度提高支護(hù)構(gòu)件的抗拉、抗剪強(qiáng)度，也能更好調(diào)動(dòng)深部穩(wěn)定圍巖的承載能力，在對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固的同時(shí)能夠適應(yīng)深部開采的沖擊傾向性及深部圍巖的持續(xù)變形特性，而且此支護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，有較強(qiáng)的沖擊載荷能力；通過對(duì)多根鋼絞線進(jìn)行同步張拉，使得多根鋼絞線均勻受力，有利干支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，給礦井大松動(dòng)圈巖層的加固工作帶來了很大的便利。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該支護(hù)裝置從上到下分為錨固段，自由段，密封段及外露段，該支護(hù)裝置包括導(dǎo)向帽、鋼絞線、堵漿圓鋼、注漿管、出漿孔、箍環(huán)、鋼絞線套管、耳片式密封膠套、圓臺(tái)封孔膠套、托板、固定孔、夾片及多孔鎖具，所述鋼絞線的前端設(shè)有錐形的導(dǎo)向帽，鋼絞線的中心設(shè)有注漿管，注漿管的前端至導(dǎo)向帽的頂端之間設(shè)有堵漿圓鋼，注漿管的管壁上分布設(shè)有出漿孔，鋼絞線的外圍從上到下設(shè)有2-4個(gè)箍環(huán)，箍環(huán)將多根鋼絞線緊緊箍在注漿管的周圍，位于支護(hù)裝置自由段的鋼絞線外圍吻合套裝有鋼絞線套管，位于支護(hù)裝置密封段的鋼絞線外圍吻合套裝有耳片式密封膠套及圓臺(tái)封孔膠套，鋼絞線的尾端通過多孔鎖具緊固在托板上，托板上開有圓形的固定孔，便于施工時(shí)借助膨脹螺絲固定托板，鋼絞線與多孔鎖具之間設(shè)有夾片。
[0007]所述錨固段長(zhǎng)度L1、自由段長(zhǎng)度L2、密封段長(zhǎng)度L3及外露段長(zhǎng)度L4滿足關(guān)系式:7m < LI + L2 + L3 + L4 < 13m, LI ^ (LI + L2 + L3 + L4) /3，150mm < L3 < 200mm,150mm く L4 く 250mm。
[0008]所述多根鋼絞線平行均勻的布置于注漿管周圍，鋼絞線采用礦用鋼絞線，直徑為15.24mm~ 1 7.8mm n
[0009]所述堵漿圓鋼為普通圓鋼，其直徑與注漿管內(nèi)徑相匹配，注漿管為塑料管。
[0010]所述出漿孔分布于鋼絞線和注漿管的非接觸處，出漿孔的分布由自由段向錨固段逐漸增密。
[0011]所述耳片式密封膠套和圓臺(tái)封孔膠套均具有較好的弾性，且均沖有注漿管孔I及鋼絞線孔I，注漿管孔I尺寸小于注漿管的外徑，以便固定位置；鋼絞線孔I尺寸小于鋼絞線的直徑，以便固定位置，鋼絞線孔I均勻分布于注漿管孔I周圍。
[0012]所述托板上沖有注漿管孔II和鋼絞線孔II，注漿管孔II的尺寸大于注漿管的外徑，以便安裝；鋼絞線孔II的尺寸大于鋼絞線的直徑，以便安裝，鋼絞線孔II均勻分布于注漿管孔II的周圍。
[0013]該礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置其施工方法為:
1.多鋼絞線組合支護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與加工；根據(jù)待加固巷道圍巖的實(shí)際狀況，確定所需鉆孔深度L、所需鋼絞線的根數(shù)，進(jìn)`而根據(jù)鋼絞線根數(shù)及各鉆機(jī)鉆頭尺寸型號(hào)共同確定施工鉆孔的直徑R，鉆孔直徑R在滿足要求的前提下應(yīng)盡量取?。桓鶕?jù)鉆孔深度L和直徑R設(shè)計(jì)并加工相應(yīng)的多鋼絞線組合支護(hù)裝置，各尺寸滿足:7m < LI + L2 + L3 + L4 < 13m,LI ^ (LI + L2 + L3 + L4) /3，150mm く L3 く 200mm, 150mm く L4 く 250mm, L — (LI + L2 +L3) 100mm ;
2.鉆孔施工與多鋼絞線組合支護(hù)裝置的安裝；按照設(shè)計(jì)的尺寸和方位施工鉆孔，鉆孔施工完成后，將導(dǎo)向帽伸入鉆孔內(nèi)，依靠人力逐步將多鋼絞線組合支護(hù)裝置推至孔底，并將耳片式密封膠套和圓臺(tái)封孔膠套擠入孔內(nèi)，使圓臺(tái)封孔膠套的大端面與圍巖表面平齊，迅速將托板穿過鋼絞線的外露端而緊貼圍巖，在與固定孔相對(duì)應(yīng)的圍巖處施工鉆孔以安裝膨脹螺絲固定托板，在此期間，應(yīng)利用臨時(shí)支護(hù)設(shè)備頂住托板，以防裝置滑落；
3.注漿；將注漿管路與注漿管接通并開始注漿,注漿壓カ超過6MPa后停止注漿；
4.張拉與鎖緊；注漿完成一周過后，通過錨索張拉機(jī)具對(duì)多根鋼絞線進(jìn)行同步張拉，通過夾片式多孔鎖具同時(shí)鎖緊多根鋼絞線。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，該支護(hù)裝置及方法既能較大程度提高支護(hù)構(gòu)件的抗拉、抗剪強(qiáng)度，也能更好調(diào)動(dòng)深部穩(wěn)定圍巖的承載能力，在對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固的同時(shí)能夠適應(yīng)深部開采的沖擊傾向性及深部圍巖的持續(xù)變形特性，而且此支護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，安裝方便，有較強(qiáng)的沖擊載荷能力；通過對(duì)多根鋼絞線進(jìn)行同步張拉，使得多根鋼絞線均勻受力，有利干支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，給礦井大松動(dòng)圈巖層的加固工作帶來了很大的便利。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖1中，1.導(dǎo)向帽，2.鋼絞線，3.堵漿圓鋼，4.注漿管，5.出漿孔，6.箍環(huán)，7.鋼絞線套管，8.孔壁，9.耳片式密封膠套，10.圓臺(tái)封孔膠套，11.托板，12.固定孔，13.夾片，14.多孔鎖具。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1中，該支護(hù)裝置從上到下分為錨固段，自由段，密封段及外露段，該支護(hù)裝置包括導(dǎo)向帽1、鋼絞線2、堵漿圓鋼3、注漿管4、出漿孔5、箍環(huán)6、鋼絞線套管7、耳片式密封膠套9、圓臺(tái)封孔膠套10、托板11、固定孔12、夾片13及多孔鎖具14，所述鋼絞線2的前端設(shè)有錐形的導(dǎo)向帽1，鋼絞線2的中心設(shè)有注漿管4，注漿管4的前端至導(dǎo)向帽I的頂端之間設(shè)有堵漿圓鋼3，注漿管4的管壁上分布設(shè)有出漿孔5，鋼絞線2的外圍從上到下設(shè)有2-4個(gè)箍環(huán)6，箍環(huán)6將多根鋼絞線2緊緊箍在注漿管4的周圍，位于支護(hù)裝置自由段的鋼絞線2外圍吻合套裝有鋼絞線套管7，位于支護(hù)裝置密封段的鋼絞線2外圍吻合套裝有耳片式密封膠套9及圓臺(tái)封孔膠套10，鋼絞線2的尾端通過多孔鎖具14緊固在托板11上，托板11上開有圓形的固定孔12，便于施工時(shí)借助膨脹螺絲固定托板11，鋼絞線2與多孔鎖具14之間設(shè)有夾片13。
[0019]所述錨固段長(zhǎng)度L1、自由段長(zhǎng)度L2、密封段長(zhǎng)度L3及外露段長(zhǎng)度L4滿足關(guān)系式:7m < LI + L2 + L3 + L4 < 13m, LI ^ (LI + L2 + L3 + L4) /3，150mm < L3 < 200mm,150mm く L4 く 250mmo
[0020]所述多根鋼絞線2平行均勻的布置于注漿管4周圍，鋼絞線2采用礦用鋼絞線，直徑為 15.24mm~ 1 7.8mm。
`[0021]所述堵漿圓鋼3為普通圓鋼，其直徑與注漿管4內(nèi)徑相匹配，注漿管4為塑料管。
[0022]所述出漿孔5分布于鋼絞線2和注漿管4的非接觸處，出漿孔5的分布由自由段向錨固段逐漸增密。
[0023]所述耳片式密封膠套9和圓臺(tái)封孔膠套10均具有較好的弾性，且均沖有注漿管孔I及鋼絞線孔I，注漿管孔I尺寸小于注漿管4的外徑，以便固定位置；鋼絞線孔I尺寸小于鋼絞線2的直徑，以便固定位置，鋼絞線孔I均勻分布于注漿管孔I周圍。
[0024]所述托板11上沖有注漿管孔II和鋼絞線孔II，注漿管孔II的尺寸大于注漿管4的外徑，以便安裝；鋼絞線孔II的尺寸大于鋼絞線2的直徑，以便安裝，鋼絞線孔II均勻分布于注漿管孔II的周圍。
[0025]該礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置其施工方法為:
1.多鋼絞線組合支護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與加工；根據(jù)待加固巷道圍巖的實(shí)際狀況，確定所需鉆孔深度L、所需鋼絞線2的根數(shù)，進(jìn)而根據(jù)鋼絞線2根數(shù)及各鉆機(jī)鉆頭尺寸型號(hào)共同確定施工鉆孔的直徑R，鉆孔直徑R在滿足要求的前提下應(yīng)盡量取小；根據(jù)鉆孔深度L和直徑R設(shè)計(jì)并加工相應(yīng)的多鋼絞線組合支護(hù)裝置，各尺寸滿足:7m < LI + L2 + L3 + L4 < 13m,LI ^ (LI + L2 + L3 + L4) /3，150mm < L3 く 200mm, 150mm < L4 く 250mm, L — (LI + L2 +L3) 100mm ;
2.鉆孔施工與多鋼絞線組合支護(hù)裝置的安裝；按照設(shè)計(jì)的尺寸和方位施工鉆孔，鉆孔施工完成后，將導(dǎo)向帽I伸入鉆孔內(nèi)，依靠人力逐步將多鋼絞線組合支護(hù)裝置推至孔底，并將耳片式密封膠套9和圓臺(tái)封孔膠套10擠入孔內(nèi)，使圓臺(tái)封孔膠套10的大端面與圍巖表面平齊，迅速將托板11穿過鋼絞線2的外露端而緊貼圍巖，在與固定孔12相對(duì)應(yīng)的圍巖處施工鉆孔以安裝膨脹螺絲固定托板11，在此期間，應(yīng)利用臨時(shí)支護(hù)設(shè)備頂住托板11，以防
裝置滑落；
3.注漿；將注漿管路與注漿管4接通并開始注漿，注漿壓カ超過6MPa后停止注漿；
4.張拉與鎖緊；注漿完成一周過后，通過錨索張拉機(jī)具對(duì)多根鋼絞線2進(jìn)行同步張拉，通過夾片式多孔鎖具14同時(shí)鎖緊多根鋼絞線2。
【權(quán)利要求】
1.ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，該支護(hù)裝置從上到下分為錨固段，自由段，密封段及外露段，該支護(hù)裝置包括導(dǎo)向帽(I)、鋼絞線(2)、堵漿圓鋼(3)、注漿管(4)、出漿孔(5)、箍環(huán)(6)、鋼絞線套管(7)、耳片式密封膠套(9)、圓臺(tái)封孔膠套(10)、托板(11)、固定孔(12)、夾片(13)及多孔鎖具(14)，其特征在于，所述鋼絞線(2)的前端設(shè)有錐形的導(dǎo)向帽(1)，鋼絞線(2)的中心設(shè)有注漿管(4)，注漿管(4)的前端至導(dǎo)向帽(I)的頂端之間設(shè)有堵漿圓鋼(3)，注漿管(4)的管壁上分布設(shè)有出漿孔(5)，鋼絞線(2)的外圍從上到下設(shè)有2-4個(gè)箍環(huán)(6)，箍環(huán)(6)將多根鋼絞線(2)緊緊箍在注漿管(4)的周圍，位于支護(hù)裝置自由段的鋼絞線(2)外圍吻合套裝有鋼絞線套管(7)，位于支護(hù)裝置密封段的鋼絞線(2)外圍吻合套裝有耳片式密封膠套(9)及圓臺(tái)封孔膠套(10)，鋼絞線(2)的尾端通過多孔鎖具(14)緊固在托板(11)上，托板(11)上開有圓形的固定孔(12)，便于施工時(shí)借助膨脹螺絲固定托板(11)，鋼絞線(2)與多孔鎖具(14)之間設(shè)有夾片(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，其特征在于，所述錨固段長(zhǎng)度L1、自由段長(zhǎng)度L2、密封段長(zhǎng)度L3及外露段長(zhǎng)度L4滿足關(guān)系式:7m< LI +L2 + L3 + L4 < 13m, LI ^ (LI + L2 + L3 + L4)/3,150mm < L3 < 200mm, 150mm < L4<250mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，其特征在于，所述多根鋼絞線(2)平行均勻的布置于注漿管(4)周圍，鋼絞線(2)采用礦用鋼絞線，直徑為15.24mm-17.8mm。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，其特征在于，所述堵漿圓鋼(3)為普通圓鋼，其直徑與注漿管(4)內(nèi)徑相匹配，注漿管(4)為塑料管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種礦用多鋼絞線組合支護(hù)裝置及方法，其特征在于，所述出漿孔(5)分布于鋼絞線(2)和注漿管(4)的非接觸處，出漿孔(5)的分布由自由段向錨固段逐漸增密。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK103498691SQ201310396221
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】李桂臣, 孫輝, 衛(wèi)英豪, 張農(nóng), 蔣作函, 韓昌良 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)