软岩巷道锚固力装置的制作方法

本发明涉及锚杆固定技术领域，具体为软岩巷道锚固力装置。

背景技术：

新上海一号煤矿矿井地质岩层主要以泥岩及砂质泥岩等软岩地层为主，开拓、准备及回采巷道支护的对象都是抗压强度低的软岩，而软岩地层巷道支护的重点是底板治理，反底拱锚杆的锚固力是决定底板治理的最关键因素，需要进一步提高软岩巷道锚杆(索)锚固质量，从而达到保证巷道成型、减少巷道维护成本的要求，软岩地质条件下，尤其有水巷道，解决底板锚杆锚固力问题基本就是解决了软岩问题，上海庙矿区大部分矿井均为软岩地层，矿井的开拓和准备都将遇到同样的难题，在相同相邻矿区及其他软岩地质条件下的底板治理具有重要的参考价值。

所具有的缺点不足：

1.在底板采用锚固剂及水泥浆配合全长锚固方法，增强隔水及锚固效果。底板有水时，眼孔内含水形成的黏泥影响锚固剂与孔壁的锚固，采用传统做法只能满足预紧力要求，当巷道来压时不能保证锚固端满足锚杆屈服及破断力的要求，造成锚杆与锚固剂整体拔出，使得整体支护失效；

2.改变工艺施工顺序，使锚固端形成足够的锚固力后再施加预紧力。采用传统做法先施工锚杆眼，然后挂网支护，支护完成后再喷浆。由于锚固剂搅拌后凝固时间短，再加上没有进行注浆或是注浆后水泥浆没有足够的时间初凝，容易造成锚固端锚固力没有达到最佳状态；

3.当锚固端锚固力足够大时，施加预紧力的锚杆盘端岩石没有足够的抗压抗剪强度时，容易造成锚杆盘下陷，随时间推移锚杆预紧力失效以至于不能满足设计要求，导致反底拱支护失效，反底拱需要及时支护，拖后掘进迎头不超过50m，减少巷道围岩塑性破坏变形，甚至在弹性变形区域内对底板进行有效支护，使巷道形成完整的挤压拱对抗巷道压力变形。

4.底板岩石遇水变软，容易崩解、强度大大降低。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了软岩巷道锚固力装置，解决了软岩地层巷道支护的底板治理中反底拱锚杆的锚固力的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：软岩巷道锚固力装置，包括锚杆、锚杆盘、水泥浆、泥岩和底板，所述底板的内部设置有锚杆，所述锚杆的外部填充了复喷浆，所述复喷浆的下方填充了反底拱初喷浆，且复喷浆与反底拱初喷浆中间位置设置有网片，所述反底拱初喷浆下方为泥岩，所述锚杆的表面贯穿有锚杆盘，所述水泥浆的下方设置有锚固剂，且锚固剂包裹在锚杆的表面，所述锚杆的顶端设置有挡圈。

优选的，所述锚杆盘的下方设置有水泥浆，且水泥浆包裹在锚杆的表面。

优选的，所述网片连接在锚杆盘的两侧。

优选的，所述水泥浆采用石灰石、粘土构成。

优选的，所述挡圈的下方从上至下依次设置有橡胶垫圈、垫筒、止浆套、螺纹、连接器、限位螺母、胀壳和锚固端。

(三)有益效果

本发明提供了软岩巷道锚固力装置，具备以下有益效果：

(1)本发明通过改变工艺施工顺序，使锚固端形成足够的锚固力后再施加预紧力，采用传统做法先施工锚杆眼，然后挂网支护，支护完成后再喷浆。

(2)本发明通过先施工锚固剂配合水泥浆锚杆全长锚固锚杆，且不进行挂网支护，而进行初喷浆作业，使得锚固剂和水泥浆有足够的初凝时间，两道工序的时间间隔大约五小时，完全有足够的初凝时间使得锚固力达到最大值，然后挂网、增加锚杆盘支护，挂网支护后进行二次反底拱喷浆封闭。

(3)本发明通过初喷后上锚杆盘，锚杆盘压在网片及喷浆层上，使得锚杆盘有稳定的着力点，锚杆容易达到设计预紧力，反底拱初喷100mm，初喷后进行挂网上锚杆盘，锚杆盘作用力施加在网片及喷浆层上面，解决了锚杆盘作用力在底板软岩上，造成下陷，锚杆预紧力不够问题，挂网支护后进行二次喷浆，两次喷浆与锚杆盘、帽、网片形成整体，有效增加了施压端的受力面积和抗剪切强度，锚杆锚固端与施压端同时作用形成挤压拱，反底拱锚杆与帮部锚杆同时作用保证了巷道的完整支护。

(4)本发明通过底板支护应考虑尽量减少底板暴露和泡水的时间，随着时间的延长底板弱化愈加严重，一旦底板长时间没有得到有效支护就会造成底臌，反复起底后就造成巷道的整体失稳，一旦失稳后再进行维修就很难保证成型，在巷道内低洼点每隔一段距离挖深度超过2m的沉淀池，将巷道内由于施工及顶板淋水引入水窝，减少底板岩石含水量，提高抗压及抗应变能力，施工完锚杆眼，马上进行注锚杆，减少底板渗水造成孔内岩石被水浸泡而软化的时间。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图锚杆结构图。

图中：1复喷浆、2网片、3反底拱初喷浆、4锚杆、5锚杆盘、6水泥浆、7锚固剂、8泥岩、9挡圈、10橡胶垫圈、11垫筒、12止浆套、13螺纹、14连接器、15限位螺母、16胀壳、17锚固端、18底板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：软岩巷道锚固力装置，包括锚杆4、锚杆盘5、水泥浆6、泥岩8和底板18，底板18的内部设置有锚杆4，锚杆4的外部填充了复喷浆1，复喷浆1的下方填充了反底拱初喷浆3，复喷浆1与反底拱初喷浆3中间位置设置有网片2，反底拱初喷浆3下方为泥岩8，所述锚杆4的表面贯穿有锚杆盘5，水泥浆6的下方设置有锚固剂7，锚固剂7包裹在锚杆4的表面，锚杆4的顶端设置有挡圈9，锚杆盘5的下方设置有水泥浆6，水泥浆6包裹在锚杆4的表面，网片2连接在锚杆盘5的两侧，通过先施工锚固剂配合水泥浆6锚杆全长锚固锚杆4，且不进行挂网支护，而进行初喷浆作业，使得锚固剂7和水泥浆6有足够的初凝时间，两道工序的时间间隔大约5小时，完全有足够的初凝时间使得锚固力达到最大值，然后挂网、增加锚杆盘支护，挂网支护后进行二次反底拱喷浆3封闭，水泥浆6采用石灰石、粘土构成，挡圈9的下方从上至下依次设置有橡胶垫圈10、垫筒11、止浆套12、螺纹13、连接器14、限位螺母15、胀壳16和锚固端17。

使用时，采用锚固端17提高锚固力，施加预紧力端提高抗剪、抗压强度的方式使反底拱锚杆完全满足设计锚固力、预紧力的要求，施工完成后，反底拱锚杆与帮部的支护锚杆配合形成围绕巷道轮廓的完整挤压拱，利用施工工序的变化，将锚杆4施工工序安排在初喷浆之前，但施加预紧力放在初喷浆之后，既满足水凝浆初凝达到设计锚固要求，又使得施加预紧力的锚杆盘5端受力面积增加，抗压强度增加，从而保证了锚杆4锚固力以及后期由于巷道变形产生的承载压力，直至锚杆4破断力，锚杆4的整体强度得要最大利用，通过初喷浆及时封闭岩石，避免了底板18岩石遇水后泥化、崩解，强度大副降低的问题，通过现场实测，未采用此方法前，反底拱锚杆锚固力达到设计预紧力(300N.m)合格率为85％左右，但是距离锚杆最大承载力(破断力)还有很大距离，采用工艺改善后锚固力大副提高，没有因为达到预紧力后锚杆4拔出的现象，锚固力大于锚杆4的最大承载能力，此设置能让巷道维修量减少85％，成巷整体复修率为1％以下，顺槽支护每年减少巷道维修量600米，减少维修人工费及材料费：600*3000＝180万元，上海庙矿区大部分矿井均为软岩地层，都需要进行巷道反底拱施工，在矿区内其他矿井巷道掘进都具有很大的推广价值。同时为上海庙矿区软岩支护成套技术提供了理论与技术支撑，经济效益和社会效益非常显著，具有较大的推广价值。

综上可得，本发明通过复喷浆1、网片2、反底拱初喷浆3、锚杆4、锚杆盘5、水泥浆6、锚固剂7、泥岩8和锚固端17，解决了软岩地层巷道支护的底板治理中反底拱锚杆的锚固力的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作台分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。