一种矿用锚注装置及其使用方法与流程

本发明涉及与矿用锚杆或锚索配套使用的装置，具体地说就是一种矿用锚注装置及其使用方法。

背景技术：

随着采矿规模的日益增大，矿井开采深度也越来越大，因此，巷道围岩的压力也越来越大，尤其受采动影响的巷道、软弱岩层和破碎带，巷道位于不稳定岩体中，围岩弱面发育，使得围岩强度和稳定性差，这就给巷道围岩控制和巷道支护及维护带来了非常大的困难。而采用常规的锚杆/锚索进行支护，其效果不尽人意。最近几年发展起来的锚注技术在矿山和岩土工程中得到广泛应用，工程实效也很显著，尤其在软弱岩层支护中发挥了很大的作用。

目前，矿山巷道实现锚注支护主要分别采用锚杆/锚索进行锚固支护，而注浆则采用的注浆锚杆，两者要分别施工才能实现真正的锚注支护。注浆锚杆一般采用带出浆孔的钢管作为杆体，由于钢管壁较薄，其承载能力也很低，一般在100kn以下，难以满足深部开采高应力大变形巷道支护要求，只能起到注浆管作用，还不可回收复用；另外，由于需要重新钻孔安装注浆锚杆也浪费大量的人力物力，增加了成本，降低了效率。而普通的锚杆/锚索钻孔安装后只起到一般的锚固支护作用，不能实现全长锚固及注浆加固而降低整体支护效果，又浪费了钻孔耗费的人力，不能重复利用，造成巨大浪费。如何将锚固支护和注浆加固技术有机结合起来是亟待解决的难题。

技术实现要素：

本发明就是为克服现有技术上中的不足，提供一种矿用锚注装置及其使用方法。

本发明提供以下技术方案：

一种矿用锚注装置，它包括锚杆，其特征在于：在锚杆上穿设有锚注装置，所述的锚注装置它包括注浆座，在注浆座上设有与锚杆对应配合的通孔，在通孔一端设有对应配合的密封圈，在通孔另一端连接有注浆管，在通孔的孔壁上还设有注浆孔，在注浆管上还依次套设有盖板、封孔套和隔浆套。

在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：

所述的通孔为台阶孔，台阶孔包括小孔径段与大孔径段，在所述小孔径段一端设有一圈倒角，所述密封圈一端端部插入倒角内。

在所述注浆管与注浆孔之间的通孔内形成有空腔。

所述封孔套和密封圈均为锥形。

在所述的注浆孔上设有弯头，在弯头上连接有泵浆管。

所述的隔浆套套在注浆管的出浆端的一端，隔浆套的一端与注浆管一侧的锚杆杆身接触，所述隔浆套为弹性材料制成。

在所述盖板上设有一圈向其轴向靠拢的弯折部。

一种矿用锚注装置的使用方法，它包括以下步骤：首先在岩体上铺设护网，然后设置安装孔，再将锚固剂放入安装孔内；其特征在于：将注浆管插入安装孔内直至盖板与岩体接触；锚杆上设有螺母、垫片、密封圈一端与锚杆钻机连接，另一端从注浆座的通孔中插入安装孔，锚杆的另一端会直接推动锚固剂直到安装孔的底部，而后锚杆钻机再带动锚杆杆体快速旋转搅拌锚固剂，在锚固剂固化后，锚杆钻机转动螺母使得螺母在锚杆上向安装孔一侧移动，通过螺母挤压力依次传递给垫片、密封圈、注浆座、盖板和封孔套，从而实现安装孔及锚杆杆体与注浆座之间的密封。而后在岩体表面喷射混凝土形成第一混凝土层，待该层混凝土凝固后间隔一段时间，将通过泵浆管向安装孔内注浆；注浆完成后静止一段时间，待安装孔内的浆液半凝固时，卸掉锚杆上的螺母以及垫片后，用工具把锚注装置从钻孔中拉出，再依次把垫片、螺母重新安装到位，把回收的锚注装置清理干净以备下次使用；最后在第一混凝土层上再次喷射混凝土形成第二混凝土层。

发明优点：

本发明通过与普通锚杆或锚索配套使用，使普通锚杆或锚索至少能起两种作用，在初期作为普通支护锚杆或锚索使用，后期作为注浆锚杆或锚索使用，而这些只需要一次打眼安装，不用重新打眼另外安装注浆锚杆或锚索，使施工步骤大为简化；普通锚杆或锚索通过配套锚注装置把锚固支护和注浆加固技术有机结合起来，这不光使锚杆实现全长锚固提高了锚杆支护效果，同时注浆又对围岩进行加固保证了围岩的稳定性，真正实现了锚注一体化施工，而这些只需要一次施工安装就可实现；锚注装置分别与锚杆、锚索配合使用，可实现浅孔与深孔注浆。整体支护强度高，节约了材料，减轻工人劳动强度，可回收重复多次使用，大幅度降低了施工成本，减少了巷道维修量，提高了经济效益。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明被固定到岩体上时的示意图；

图3是图2中的a向放大图；

图4是本发明安装完成后的结构示意图。

具体实施方式：

如图1-4所示，本发明一种矿用锚注装置，它包括锚杆1，在锚杆1上穿设有锚注装置，所述锚注装置它包括注浆座4a，在注浆座4a上设有与穿套锚杆1对应配合的通孔4b，所述的通孔4b为台阶孔，台阶孔包括小孔径段与大孔径段，在所述小孔径段一端设有一圈同轴分布的倒角4c。

小孔径段一侧的锚杆1杆身上套设有同轴分布的密封圈3，所述的密封圈3为锥形，其一端的锥头部插入倒角4c内。

在通孔4b的大孔径段内插接有注浆管5，所述注浆管5与锚杆1同轴分布，且直径大于锚杆1的直径，使得注浆管5的内管壁与锚杆1的杆身之间间隔有一定距离，且注浆管5的长度要小于锚杆1未锚固段杆体长度，以防出浆口被封堵的情况。所述的未锚固段为没有与锚固剂接触的锚杆的杆身部分。

在注浆座4a一侧的注浆管5上还依次套设有盖板6、封孔套7和隔浆套16。在所述盖板6的直径要大于注浆座4a的直径，且在盖板6上还设有一圈向其轴向靠拢的弯折部6a。所述封孔套7也为锥形。

所述的隔浆套16牢固套在注浆管5的出浆端的一端，隔浆套16的一端与注浆管5一侧的锚杆1杆体接触，所述隔浆套16为弹性材料制成。在注浆管5注浆时，浆液在压力的作用下将隔浆套16的一端撑开，使得隔浆套16的一端与锚杆1出现供浆液流出的开口，当注浆管5不注浆时隔浆套16的一端发生弹性收缩，使得隔浆套16的一端与注浆管5一侧的锚杆1杆体接触，从而隔开注浆管5内与注浆管5外的浆液，这样可防止注浆停止后，浆液从安装孔内回流到注浆管5内的情况发生。

在通孔4b大孔径段的孔壁上设有与外界连通的注浆孔8，在注浆孔8与注浆管5之间间隔有一定距离，从而在通孔4b内形成有空腔a。这个空腔a的设计使得从注浆孔流入的浆液能更加顺畅的流入注浆管5内。在注浆座4a外侧设有弯头9，弯头9的一端与注浆孔8连通，其另一端连通有泵浆管10，泵浆管10通过接头10a与注浆泵的泵管11连通。

一种矿用锚注装置的使用方法，它包括以下步骤：先在岩体15表面上铺设图中未显示的护网，以便下文提到的混凝土层容易依附在岩体上，以及防止施工时岩石掉落伤人。

再使用锚杆钻机在岩体15上钻出一个直径略大于注浆管直径，长度与锚杆1长度相对应的安装孔12，再将锚固剂14放入安装孔12内。

将锚注装置的注浆管5插入安装孔12内直至盖板6与护网及岩体15接触，这时锚固剂14也会在注浆管5的推动，进一步深入安装孔12内。

将锚杆1设有螺母2、垫片3a、密封圈3的一端与锚杆钻机连接，另一端从注浆座4a的通孔中插入，锚杆1的另一端会直接推动锚固剂14直到安装孔12的底部，而后锚杆钻机再带动锚杆杆体快速旋转搅拌锚固剂。

在锚固剂14固化后，锚杆钻机再转动螺母2使得螺母2在锚杆1上向安装孔12一侧移动，通过螺母2挤压力依次传递给垫片3a、密封圈3、注浆座4、盖板6和封孔套7。达到螺母2达到设定扭矩时即可，这时盖板6会紧贴在护网及岩面上，而封孔套7的绝大部分也会被压入安装孔12内，从而实现安装孔12的密封。而密封圈3的大部分也在螺母2的挤压力深入倒角4c内，实现垫片3a及锚杆杆体与注浆座4之间的密封。

而后先对弯头9、泵浆管10进行密封保护，再对岩体进行喷射混凝土，从而在岩体上形成厚度较薄的第一混凝土层13，以便对巷道围岩岩体上裂隙进行封闭。在封闭结束后盖板6会完全被密封在第一混凝土层13内部，而注浆座4的外圆周面的一部分也会被第一混凝土层13所包裹，而弯头要位于混凝土层13外侧。

待第一混凝土层13凝固后再根据巷道变形情况选合适时机进行注浆，注浆时将接有泵管11的接头10a与泵浆管10连通，通过注浆泵把调配好的浆液，经弯头9、注浆孔8、空腔部a以及注浆管5泵入安装孔12内部。

注浆完成后拆除接头10a。待浆液17凝固前，卸掉锚杆上的螺母2、垫片3a，而后用工具把注浆座4a和注浆管5从钻孔中取出，再依次把垫片3a和螺母2重新安装紧固到位。最后在第一混凝土层13上再次喷射混凝土形成较厚的第二混凝土层13a。所述的第二混凝土层13a将垫片3a和螺母2完全覆盖。

而被取出注浆座4a和注浆管5在清理干净后，以备反复使用。