一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于采场煤壁加固领域，具体的说涉及一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，将柔性材料和注浆材料结合起来，通过锚杆直接向煤体内注浆，增加支护强度，有效控制煤体的大变形，防治煤壁片帮。
【背景技术】
[0002]在煤矿大采高工作面、软煤层工作面、仰斜开采工作面以及深部开采工作面，煤壁片帮问题突出，严重影响工作面推进速度和正常循环作业，难以实现高产高效安全开采。煤壁片帮的形成是由于工作面前方煤体形成了高支承压力，一旦支承压力超过煤体强度极限，并随着开采引起的约束减少和卸载作用，煤壁便会发生片帮，常表现为顶部片帮、中部片帮和底部片帮。
[0003]目前，治理煤壁片帮的措施主要包括:改变煤体性质、合理控制采高、增大液压支架初撑力、加快工作面推进速度以及改变工作面推进方向等措施。
[0004]上述治理煤壁片帮的方法存在或支护强度低、或支护循环进度小、或支护成本高以及支护效果差等诸多问题。
[0005]本发明介绍的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，将锚杆与注浆技术结合起来，借助锚杆载体，通过锚杆直接向煤体内注浆，实现锚杆与注浆的双重支护，增加支护强度，控制煤体的大变形，防治煤壁片帮。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，该锚杆在保证可适应煤壁片帮大变形的基础上，实现柔性材料和注浆材料的双重支护、提高支护强度、降低注浆成本等特点。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，由注浆管体、止浆塞、连接套、注浆口、渗流孔组成，其中注浆管体包括注浆管和缠绕在注浆管上的棕绳，止浆塞包括活塞、弹簧和阻挡塞；注浆管体通过钻孔进入煤体内部，注浆管体另一端头可通过连接套连接另一注浆管体，注浆口位于注浆管表面，止浆塞内置于注浆管，与注浆口相邻，渗流孔分布在注浆管表面。
[0009]注浆管体包括注浆管和棕绳，其中注浆管为四周开孔的中空PVC塑料管，实现浆液的储存作用，所述棕绳为工业常用剑麻白棕绳，并且粘结缠绕在注浆管外周，通过渗流孔实现与浆液的粘结，提高锚杆支护强度，达到柔性材料和注浆液的双重加固；棕绳和所述注浆管为一个整体，由机械加工直接成形。
[0010]止浆塞可无缝内置于注浆管体中，由活塞、弹簧和阻挡塞组成，其中阻挡塞中间有孔并固定在注浆管内，开始注浆时，浆液压力压缩弹簧使浆液进入注浆管，当停止注浆时，止浆塞回弹，实现向煤体内停止注浆和防止注浆管内的浆液回流的功能；连接套可无缝外套于注浆管体的端头，连接锚杆达到所需长度。
[0011]本发明的有益效果:
[0012](I)实现锚杆与注浆双重支护。将煤壁煤体进行全长锚固，通过锚杆往煤体内注浆，锚杆即起支护作用，又起载体作用，将柔性加固材料和注浆材料很好的结合起来，加固后的煤壁煤体一次加固深度和强度显著提高，即使煤壁发生片帮，柔性棕绳也能够提供拉力防治片帮的煤体不滑落；并且随着采煤机割煤，煤体柔性加固全长锚固锚杆被逐步切断，但是全长锚固的锚杆仍能够适应煤壁煤体的变形，防治煤壁片帮的发生。
[0013](2)不影响工作面回采作业。因为锚杆整体大部分为塑料制品，采煤机割煤后锚杆就落入煤体中，易将煤与锚杆分离，且不会对工作面采煤机运行造成影响。
[0014](3)设计合理、结构简单。生产加工时即将棕绳粘结缠绕在注浆管外周，从而能够保证棕绳捆绑密度的均匀和固定的牢固。连接套、止浆塞均为独立部件，并且可通过强力胶等介质与注浆管体粘结。连接套可实现注浆管体的加长，止浆塞则可实现向煤体内停止注浆和防止注浆管中浆液回流的功能；可根据煤壁所需确定锚杆长度和注浆量。
[0015](4)省工、省时、省钱。该锚杆支护操作简便，节省了人力物力，缩短了施工时间，提高了生产效率，降低了注浆成本，经济技术效益显著。
【附图说明】
[0016]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中:
[0017]图1是一种煤体柔性加固全长锚固锚杆结构正视图。
[0018]图2是一种煤体柔性加固全长锚固锚杆结构左视图。
[0019]图3是止浆塞示意图。
【具体实施方式】
[0020]参照图1、2、3对本发明的实施例进行说明，一种煤体柔性加固全长锚固锚杆由注浆管体1、连接套2、止浆塞3、渗流孔4、注浆口 5组成，其中注浆管体I包括注浆管6和棕绳7，止浆塞3包括活塞8、弹簧10和阻挡塞9。根据地质条件及生产需要确定注浆孔的深度、直径以及注浆孔与煤壁的角度，打入注浆孔，按照注浆孔截割或用连接套2接连好注浆管体1，将组装好的煤体柔性加固全长锚固锚杆杆体放入注浆孔内至钻孔底部，之后再把化学浆液通过注浆口 5，注浆压力压缩活塞8、弹簧10，经阻挡塞9中间孔注入注浆管6内，化学浆液顺着注浆管6的渗流孔4扩散到管体外，与棕绳7粘结，待注浆体积至所需用量时，停止注浆，止浆塞3回弹，并防止注浆管6内的浆液回流。锚杆整体固定在煤体内部，待化学浆液和棕绳7、注浆管6、孔壁围岩粘结凝固在一起时，便对大变形煤壁或煤体实现了全长柔性锚固作用。
[0021]如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果，都属于侵权，本发明可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于由注浆管体、止浆塞、连接套、注浆口、渗流孔组成，其中注浆管体包括注浆管和缠绕在注浆管上的棕绳，止浆塞包括活塞、弹簧、阻挡塞；注浆管体通过钻孔进入煤体内部，注浆管体另一端头可通过连接套连接另一注浆管体，注浆口位于注浆管表面，止浆塞内置于注浆管，与注浆口相邻，渗流孔分布在注浆管表面。2.根据权利要求1所述的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于注浆管体包括注浆管和棕绳，其中注浆管为表面开孔的中空PVC塑料管，是浆液的流动通道，所述棕绳为工业常用剑麻白棕绳，并且粘结缠绕在注浆管外周，通过渗流孔实现与浆液的粘结，提高锚杆支护强度，达到柔性材料和注浆液的双重加固；棕绳和所述注浆管为一个整体，由机械加工直接成形；其中注浆管表面缠绕的不同股数和螺距的棕绳，代表不同的棕绳延伸率，表现出不同的支护强度。3.根据权利要求1所述的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于止浆塞可无缝内置于注浆管体中，由活塞、弹簧和阻挡塞组成，其中阻挡塞中间有孔并固定于注浆管内，开始注浆时，浆液压力压缩弹簧使浆液进入注浆管，当停止注浆时，止浆塞回弹，实现向煤体内停止注浆和防止注浆管内的浆液回流的功能；连接套可无缝外套于注浆管体的端头，连接锚杆达到所需长度。4.根据权利要求1所述的一种煤体柔性加固全长锚固锚杆，其特征在于所述连接套、注浆管均为独立的塑料制品，其中连接套为硬质塑料中空圆柱体，通过柔性材料实现了煤壁的加固作用。
【专利摘要】本发明涉及一种煤体柔性加固全长锚固锚杆及其应用，用于实现大变形煤体的加固。该锚杆主要由注浆管体、止浆塞、连接套、注浆口、渗流孔组成。所述注浆管体包括注浆管和缠绕在注浆管上的棕绳，其中注浆管为四周开孔的中空PVC塑料管，棕绳为工业常用剑麻白棕绳，粘结缠绕在注浆管外周；所述止浆塞包括活塞、弹簧、阻挡塞，防止浆液从注浆管中流出；所述连接套，可无缝外套于注浆管体的端头，起连接锚杆的作用，可使锚杆加长。该锚杆通过往煤体内部注浆，实现增强支护强度的功能，有效控制煤体的大变形,防治煤壁片帮,具有较好的推广前景。
【IPC分类】E21D20/02, E21D21/00
【公开号】CN104929667
【申请号】CN201510336958
【发明人】杨胜利, 程占博, 孔德中, 曹光明, 蒋威, 赵光普
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月17日