一种二次多段锚固锚索及其使用方法与流程

本发明涉及煤矿巷道支护用锚索技术领域，尤其涉及一种二次多段锚固锚索及其使用方法。

背景技术：

随着矿山的开采，巷道支护已经越来越重要，对于煤矿而言，大部分采用锚杆、锚索支护达到很好的支护效果。然而，在锚索支护中大部分采用端锚和全锚，端锚造成锚索局部受力集中，全锚又造成了锚固剂的大量浪费。所以，分段锚固更加适合地层情况。同时，在深埋坚硬围岩中锚索受力较大，所以如何分散锚索受力至关重要。经国内外专家研究发现，深埋巷道的破坏与浅埋巷道破坏之间有明显的区别，深埋巷道出现间隔破坏的趋势，本领域技术人员已经提出了破坏区域宽度的计算公式。因此，为了适应深埋巷道的围岩变化机理和节省锚固剂，急需一种能够效分散锚索受力，较好的适应深部围岩变形机理的煤矿巷道支护用锚索。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种二次多段锚固锚索及其使用方法，解决现有技术中的深埋巷道分区破裂和锚索锚固段应力集中，锚固剂大量浪费的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种二次多段锚固锚索，包括锚索杆体和设在所述锚索杆体上的托盘，所述锚索杆体包括第一次锚固段、若干个自由段和若干个锚固段，所述锚固段和所述自由段间隔交替连接，所述第一次锚固段与所述自由段的连接位置及所述锚固段与下一自由段的连接位置均套设有固定装置，所述固定装置固连在所述锚索杆体上，所述自由段与所述锚固段的连接位置套设有滑动装置，所述滑动装置可在所述锚索杆体上滑动，所述固定装置与所述滑动装置之间连接有两个所述弹簧，所述锚固段上设置有锚固剂，对所述锚索杆体的钢绞线施加预紧力可对裹在所述锚固段中的所述锚固剂挤出以达到局部锚固的作用，所述固定装置与所述滑动装置可将挤出的所述锚固剂封堵在所述锚固段上。

进一步的，所述固定装置包括呈环形的铁片和土工布，所述铁片外周向包覆有所述土工布。

进一步的，所述滑动装置包括呈环形的铁片和土工布，所述铁片外周向和内环上均包覆有所述土工布。

进一步的，所述锚固剂为树脂药卷。

本发明还提供一种二次多段锚固锚索的使用方法，包括以下步骤：

s1，预制二次多段锚固锚索，在若干个锚固段上放置锚固剂，并在第一次锚固段与自由段的连接位置及锚固段与下一自由段的连接位置套设固定装置，其中固定装置固连在锚索杆体上，自由段与锚固段的连接位置套设滑动装置，滑动装置可滑动连接在锚索杆体上，固定装置与滑动装置之间连接有两个弹簧；

s2，在需要进行支护的围岩上进行钻孔，达到锚索安装深度，清理岩屑；

s3，将预制二次多段锚固锚索放入钻孔，安装托盘；

s4，对安装后的预制二次多段锚固锚索进行预紧力拉伸，此时钢绞线施加预紧力拉紧后将裹在锚固段中的锚固剂挤出，固定装置与滑动装置可将挤出的锚固剂封堵在锚固段上。

再进一步的，所述s4中，锚固剂被挤出后，预放有锚固剂的锚固段的直径变小，在弹簧的弹性下，滑动装置向固定装置滑动，当滑动装置收到弹簧的力和锚固剂的反向力平衡时，锚固剂封堵完毕。

进一步的，所述s1中，根据现场需要在锚索杆体上设置若干个自由段和若干个锚固段，并对应连接固定装置和滑动装置、放置锚固剂。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明的二次多段锚固锚索及其使用方法，依据锚索钢绞线的柔软性和受拉时绷直的特性，达到挤出锚固剂的作用；同时，根据多段锚固机制分散锚索受力，避免锚索的应力集中；其依据孔径匹配原理，有效防止滑动装置的提前滑动；并且，利用弹簧弹性，使滑动装置进行滑动，达到封堵锚固剂的作用。

本发明的二次多段锚固锚索，属于矿山领域二次多段锚固的一种支护结构，特别适用于松软岩层和深部岩层的支护结构。该二次多段锚固锚索及其使用方法解决了深埋巷道分区破裂和锚索锚固段应力集中的问题，可以达到分散锚索受力的目的，同时可根据现场情况预设锚固段长度和位置，较好的适应深部围岩变形机理。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明的二次多段锚固锚索二次锚固前的结构示意图；

图2为本发明的二次多段锚固锚索的截面图；

图3为本发明的二次多段锚固锚索二次锚固后的结构示意图；

图4为本发明的二次多段锚固锚索的固定装置的结构示意图；

图5为本发明的二次多段锚固锚索的滑动装置的结构示意图。

附图标记说明：1、第一次锚固段；2、固定装置；3、弹簧；4、滑动装置；5、锚固剂；6、自由段；7、锚固段；8、土工布；9、铁片。

具体实施方式

实施例1

如图1至图5所示，本实施例1提供一种二次多段锚固锚索，包括锚索杆体和设在所述锚索杆体上的托盘，所述锚索杆体包括第一次锚固段1、若干个自由段6和若干个锚固段7，所述锚固段7和所述自由段6间隔交替连接，所述第一次锚固段1与所述自由段6的连接位置及所述锚固段7与下一自由段的连接位置均套设有固定装置2，所述固定装置2固连在所述锚索杆体上，所述自由段6与所述锚固段7的连接位置套设有滑动装置4，所述滑动装置4可在所述锚索杆体上滑动，所述固定装置2与所述滑动装置4之间连接有两个所述弹簧3，所述锚固段7上设置有锚固剂5，对所述锚索杆体的钢绞线施加预紧力可对裹在所述锚固段7中的所述锚固剂5挤出以达到局部锚固的作用，所述固定装置2与所述滑动装置4可将挤出的所述锚固剂5封堵在所述锚固段7上。

本实施例的二次多段锚固锚索依据锚索钢绞线的柔软性和受拉时绷直的特性，达到挤出锚固剂5的作用；同时，根据多段锚固机制分散锚索受力，避免锚索的应力集中；其依据孔径匹配原理，有效防止滑动装置4的提前滑动；并且，利用弹簧3弹性，使滑动装置4进行滑动，达到封堵锚固剂5的作用。

其中，锚索杆体可以根据现场需要设置多个锚固段7，锚固剂5与锚索杆体同时放入钻孔中，通过钢绞线拉伸挤压对预放的锚固剂5进行挤出，通过固定的固定装置2将挤出的锚固剂5封堵在固定的范围内达到锚固的作用。对于深部围岩而言，经常出现分区域破碎的情况，在破碎区域的锚索锚固很难发挥其自身的作用，可以通过理论计算计算破碎区和非破碎区的间隔，并根据现场实际情况调节锚固间距，这样可以有效的分散锚索受力，充分发挥锚索自身的特性，较好的适应现场围岩情况。

本实施例的二次多段锚固锚索特别适用于深部间隔破碎的围岩和松软围岩，在施工工程中可以根据现场实际情况设置其具体的锚固位置，通过锚索钢绞线施加预紧力对裹在锚索中间的锚固剂5挤出，达到局部锚固的作用。

具体的，所述固定装置2包括呈环形的铁片9和土工布8，所述铁片9外周向包覆有所述土工布8。

具体的，所述滑动装置4包括呈环形的铁片9和土工布8，所述铁片9外周向和内环上均包覆有所述土工布8。

具体的，所述锚固剂5为树脂药卷。

实施例2

本实施例2提供一种二次多段锚固锚索的使用方法，包括以下步骤：

s1，预制二次多段锚固锚索，在若干个锚固段7上放置锚固剂5，并在第一次锚固段1与自由段6的连接位置及锚固段7与下一自由段的连接位置套设固定装置2，其中固定装置2固连在锚索杆体上，自由段6与锚固段7的连接位置套设滑动装置4，滑动装置4可滑动连接在锚索杆体上，固定装置2与滑动装置4之间连接有两个弹簧3；

s2，在需要进行支护的围岩上进行钻孔，达到锚索安装深度，清理岩屑；

s3，将预制二次多段锚固锚索放入钻孔，安装托盘；

s4，对安装后的预制二次多段锚固锚索进行预紧力拉伸，此时钢绞线施加预紧力拉紧后将裹在锚固段7中的锚固剂5挤出，固定装置2与滑动装置4可将挤出的锚固剂5封堵在锚固段7上。

具体的，所述s4中，锚固剂5被挤出后，预放有锚固剂5的锚固段7的直径变小，在弹簧3的弹性下，滑动装置4向固定装置2滑动，当滑动装置4收到弹簧3的力和锚固剂5的反向力平衡时，锚固剂5封堵完毕。

具体的，所述s1中，根据现场需要在锚索杆体上设置若干个自由段6和若干个锚固段7，并对应连接固定装置2和滑动装置4、放置锚固剂5。

本发明的二次多段锚固锚索及其使用方法能够有效分散锚索受力，较好的适应深部围岩变形机理，解决深埋巷道分区破裂和锚索锚固段应力集中的问题。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。