一种对拉式大变形注浆锚杆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种对拉式大变形注浆锚杆，它是在中间拉杆上间隔套有两个橡胶止浆阀，在其中一个橡胶止浆阀上设有注浆孔；在中间拉杆两端对称连接有结构相同的大变形装置以及配套的托盘、螺母；所述的大变形装置包括一端为带通孔的封底、另一端为开口端套筒，高强压缩弹簧，紧固螺栓和连接件；开口端与连接件、以及连接件与中间拉杆均是螺纹连接；在套筒内装有高强压缩弹簧，紧固螺栓穿过高强压缩弹簧后螺纹头从套筒封底的通孔中露出；利用这种锚杆支护时对小煤柱形成中间注浆、两端预紧的支护方式，既适应了煤柱的大变形，又保证了煤柱的安全稳定。
【专利说明】
一种对拉式大变形注楽锚杆
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿回采巷道支护技术，尤其涉及沿空掘巷小煤柱支护技术。
【背景技术】
[0002]在煤炭开采过程中，沿空掘巷具有良好的技术优势和经济效益，既有效缓解了矿井工作面接替紧张又显著提高了煤炭资源回采率，对煤矿实现安全、高效现代化开采具有重要意义。然而受上覆岩层结构演化及采动强烈扰动影响，沿空掘巷小煤柱破坏严重、变形大、稳定性差，随着巷道服务时间增加煤体承载性能逐渐降低，其支护难题包括:①小煤柱横向变形量大，片帮时有发生;②小煤柱塑性区范围大，内部破坏严重;③普通锚杆支护体长度短，支护范围小、容易出现杆体破断失效。
[0003]针对目前沿空掘巷小煤柱支护问题，国内学者实用新型了不同种类的支护方法，由于小煤柱宽度约为3?6m，大部分采用锚杆、锚索联合支护，如中国专利申请CNl 04533482A公开的一种提高沿空掘巷小煤柱稳定性的加固方法、中国专利申请CN103244122B公开的沿空掘巷煤柱稳定性三位一体耦合支护控制方法;或者只采用锚索支护，如中国专利申请CN103899342A公开的沿空掘巷煤柱锚索对穿加固方法。然而这些支护方法都没有考虑到沿空掘巷小煤柱的大变形特征，使得支护体系与煤柱变形不协调，导致支护结构破断失效，煤柱最终发生整体破坏，因此沿空掘巷小煤柱支护装置及方法亟需改进和发展。
【实用新型内容】
[0004]为克服现有注浆锚杆对沿空掘巷小煤柱进行支护时存在的不足，本实用新型提供一种对拉式大变形注浆锚杆。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0006]—种对拉式大变形注浆锚杆，其特征在于，它包括一根中间拉杆，在中间拉杆上间隔套有两个橡胶止浆阀，在其中一个橡胶止浆阀上设有注浆孔;在中间拉杆两端对称连接有结构相同的大变形装置以及配套的托盘、螺母;其中:所述的大变形装置包括套筒、高强压缩弹簧、紧固螺栓和连接件;所述的套筒一端为带通孔的封底、另一端为开口端，开口端通过内螺纹拧在连接件的外螺纹上，连接件的另一端通过内螺纹拧在中间拉杆端部的外螺纹上;在套筒内装有高强压缩弹簧，紧固螺栓穿过高强压缩弹簧后螺纹头从套筒封底的通孔中露出，使用时在露出端套上托盘和螺母。
[0007]利用本实用新型的对拉式大变形注浆锚杆对沿空掘巷小煤柱进行支护的方法，包括以下步骤:
[0008]第一步、当在煤层中掘进出上区段下顺槽后，在预留小煤柱的煤壁上打钻孔，钻孔深度为预留小煤柱的宽度值，钻孔的排间距按照设计要求布置；
[0009]第二步、钻孔后，将对拉式锚杆逐步装入钻孔中，且使设有注浆孔的橡胶止浆阀靠近孔口，保证两个橡胶止浆阀间隔一定的间距；
[0010]第三步、将注浆管从钻孔中插入到橡胶止浆阀的注浆孔中，通过注浆装置对两个橡胶止浆阀之间区域进行注浆，形成沿空小煤柱的中间注浆区；
[0011]第四步、待浆液凝固后，在孔口端的紧固螺栓的螺纹头上安装托盘和螺母，拧紧螺母，此时孔口端套筒内高强弹簧被压缩一定长度，直至达到预紧力设计要求，从而使预留小煤柱的上区段下顺槽一侧的煤壁得到紧固；
[0012]第五步、待下区段上顺槽掘进完成后，处在孔底端的大变形装置的紧固螺栓端部从煤壁上露出，露出后在紧固螺栓的螺纹头上安装托盘和螺母，拧紧螺母施加预紧力，对小煤柱另一侧的煤壁进行紧固，从而使小煤柱形成了“中间注浆、两端预紧”的可适应大变形的煤柱体。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型解决了利用锚杆支护沿空掘巷小煤柱的技术难题，提出了“中间注浆、两端预紧”的对拉式锚杆支护方法，实现了一次锚固、两次安装的支护技术，锚杆对拉支护体系与煤柱大变形协调作用，弥补了现有锚杆支护范围小、受采动影响易破断失效的缺点，同时锚杆中间注浆区大大提高了小煤柱核心部位的承载强度，减小了横向变形量，在高强压缩弹簧的作用下紧固螺栓可以适当拉出，为下区段上顺槽的锚固施工带来便利，操作简单，实用性强，本实用新型的锚杆支护装置及方法既适应了煤柱的大变形，又保证了煤柱的安全稳定，具有较强的推广与应用价值。
【附图说明】
[0015]图1为对拉式大变形注浆锚杆构造示意图；
[0016]图2为对拉式大变形注浆锚杆的套筒构造示意图；
[0017]图3为对拉式大变形注浆锚杆的连接件构造示意图；
[0018]图4-图7为利用对拉式大变形注浆锚杆对沿空掘巷小煤柱进行支护的方法步骤示意图。
[0019]图中，1-煤层，2-上区段下顺槽，3-钻孔，4-对拉式锚杆，5-下区段上顺槽，6-注浆管，7-水泥浆液，8-小煤柱体，9-螺母，10-托盘，11-注浆孔，12-紧固螺栓，13-套筒，14-连接件，15-中间拉杆，16-高强压缩弹簧，17-橡胶止浆阀，18-通孔，a-预留小煤柱宽度值。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，一种用于沿空掘巷小煤柱的对拉式大变形注浆锚杆，它由中间拉杆15、套在中间拉杆15上的两个橡胶止浆阀17、对称连接在中间拉杆15两端的大变形装置、以及配套的螺母9和托盘10组成；
[0021]所述的大变形装置包括套筒13、高强压缩弹簧16、紧固螺栓12和连接件14;如图2所示，上述的套筒13底端设有带通孔18的封底，开口端设有内螺纹;如图3所示，上述的连接件14 一端设有与套筒13开口端连接的外螺纹，另一端设有与中间拉杆15连接的内螺纹;上述的高强压缩弹簧16装入套筒13内，再将紧固螺栓12装入高强压缩弹簧16中，使紧固螺栓12的螺纹头从套筒封底的通孔18中露出，然后将连接件14螺纹连接在套筒13开口端;上述的橡胶止浆阀17在中间拉杆15上相隔一定间距，在其中一个橡胶止浆阀17上设有注浆孔
Ilo
[0022]利用对拉式大变形注浆锚杆对沿空掘巷小煤柱进行支护的方法，包括以下步骤:
[0023]第一步、当在煤层I中掘进出上区段下顺槽2后，在预留小煤柱的煤壁上打钻孔3，钻孔3深度为预留小煤柱的宽度a值;钻孔3的排间距按照设计要求布置;如图4所示；
[0024]第二步、钻孔后，将对拉式锚杆4装入钻孔3中，且使设有注浆孔11的那个橡胶止浆阀17靠近孔口，保证两个橡胶止浆阀一定的间距，如图5所示；
[0025]第三步、将注浆管6从钻孔3中插入到橡胶止浆阀17的注浆孔11中，通过注浆装置对两个橡胶止浆阀17之间区域进行注入水泥浆液7，形成沿空小煤柱的中间注浆区，如图6所示；
[0026]第四步、待水泥浆液7凝固后，在孔口端的紧固螺栓12的螺纹头上安装托盘10和螺母9，拧紧螺母9，此时孔口端的套筒13内高强弹簧16被压缩一定长度，直至达到预紧力设计要求，从而使预留小煤柱的上区段下顺槽2—侧的煤壁得到紧固；
[0027]第五步、待下区段上顺槽5掘进完成后，处在孔底端的大变形装置的紧固螺栓12端部从煤壁上露出，露出后在螺纹头上安装托盘10和螺母9，拧紧螺母9施加预紧力，对小煤柱另一侧的煤壁进行紧固，从而使小煤柱形成了“中间注浆、两端预紧”的可适应大变形的煤柱体8，如图7所示。
【主权项】
1.一种对拉式大变形注浆锚杆，其特征在于，它包括一根中间拉杆，在中间拉杆上间隔套有两个橡胶止浆阀，在其中一个橡胶止浆阀上设有注浆孔;在中间拉杆两端对称连接有结构相同的大变形装置以及配套的托盘、螺母;其中:所述的大变形装置包括套筒、高强压缩弹簧、紧固螺栓和连接件;所述的套筒一端为带通孔的封底、另一端为开口端，开口端通过内螺纹拧在连接件的外螺纹上，连接件的另一端通过内螺纹拧在中间拉杆端部的外螺纹上;在套筒内装有高强压缩弹簧，紧固螺栓穿过高强压缩弹簧后螺纹头从套筒封底的通孔中露出，使用时在露出端套上托盘和螺母。
【文档编号】E21D20/02GK205422772SQ201620197887
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】张玉宝, 张连生, 赵同彬, 苏航
【申请人】山东科技大学