专利名称：锚杆/锚索堵水器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种锚杆/锚索堵水器及其使用方法。
背景技术：
锚杆/锚索是兼有支架和加固两种作用的围岩控制工具，由于其具有 显著的技术经济效益，被世界各国广泛地应用在采矿与岩土工程中。但随 着锚杆/锚索应用范围的不断扩大，应用条件和围岩环境日趋复杂，锚杆/ 锚索的自身特点受到了限制。当被锚杆/锚索支护的围岩中存在含水层时， 一旦锚杆/锚索需要穿过含水岩层或端头到达含水岩层时，含水层中的地 下水就会顺锚杆体或锚索孔渗流，这种情况会导致两种现象发生， 一是进 入锚杆/锚索孔的水对孔壁的渗透、侵蚀和剥离作用，逐渐使孔壁破坏， 锚杆/锚索与围岩黏结锚固失效，锚杆/锚索脱落，围岩失去控制而冒落，
造成安全事故；二是地下水经过锚杆/锚索孔或杆体越过隔水岩层进入非 含水岩层，使该类岩层强度降低并出现膨胀、水解、泥化等现象，导致围 岩大量变形和移动，支护体载荷快速、持续增加，最终造成支护体失效、破 坏，出现安全事故。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种可有效避免岩体支 护中锚杆体/锚索孔成为导水通道的锚杆/锚索堵水器。
本发明解决上述技术问题釆取的技术方案是 一种锚杆/锚索堵水器，由 膨胀堵水部、连接部和导向固定部组成为一体的圆柱体，所述圆柱体内纵向 开有一通孔，导向固定部尾端为锯齿形状，所述通孔的直径与锚杆/锚索体直 径相匹配，所述圆柱体堵水器外径与锚杆/锚索钻孔直径相匹配。
所述膨胀堵水部由遇水膨胀的高分子材料制成；所述连接部由高分子材 料制成；所述导向固定部由弹性钢材制成。 锚杆/锚索堵水器的使用方法包括以下步骤
1) 锚杆/锚索锚固工艺锚杆/锚索采用树脂药卷锚固时，锚杆/锚索堵水
器在药卷形成锚固力后安装；锚杆/锚索釆用端头机械锚固时，锚杆/锚索堵水 器在机械式锚固器安装完成后安装；
2) 在锚杆/锚索堵水器与锚杆/锚索锚固端之间的锚杆/锚索体上涂抹防水
剂；
3) 将锚杆/锚索堵水器安装在锚杆/锚索锚固端的后部且位于岩层的含水 层之外；
4) 将锚杆/锚索堵水器从锚杆/锚索钻孔孔口套入锚杆/锚索体，通过锚杆/ 锚索体导向送至锚杆/锚索钻孔内设计位置，施加推力使锚杆/锚索堵水器端尾 部分卡在锚杆/锚索体上，即完成安装。
本发明与现有技术相比具有以下优点
(1) 防止上覆含水岩层中的水沿锚杆(索)体或孔进入下位被锚固岩层, 造成岩层强度降低、变形破坏、锚固失效；
(2) 可以在一定程度上增大锚杆(索)锚固力。 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图l为本发明锚杆/锚索堵水器的结构主视图。 图2为本发明锚杆/锚索堵水器的结构俯视图。 图3为本发明锚杆/锚索堵水器的安装示意图。 附图标记说明
2—膨胀堵水部； 5—粗砂岩； 8—煤层；
12—锚杆/锚索体； 15—封口。
l一通孔； 4一导向固定部； 7—泥岩； ll一钻孔壁； 14一锚杆/锚索堵水器;
具体实施例方式
连接部； 炭质泥岩； IO—碳质粉砂岩； 13—锚杆/锚索锚固端;
如图1和图2所示的一种锚杆/锚索堵水器，由膨胀堵水部2、连接部3
和导向固定部4组成的有通孔1的圆柱体，导向固定部4尾端为锯齿形状， 所述通孔1的直径与锚杆/锚索体直径相匹配，圆柱体外径与锚杆/锚索钻孔直 径相匹配。
锚杆/锚索堵水器分为前端膨胀堵水部2、中间段连接部3和尾端导向固 定部4三部分，膨胀堵水部2使用的材料遇水后体积膨胀，连接部3受力后 可产生较大的变形，导向固定部有齿状防退出装置。
所述膨胀堵水部由遇水膨胀的高分子材料制成，可以釆用由纤维素或聚 丙烯酰胺改性后的氯丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶。
所述连接部由高分子材料制成，如聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和尼 龙(PA66)。
所述导向固定部由弹性钢材制成。
如图3所示，岩层从上到下分为粗砂岩5、炭质泥岩6、泥岩7、煤层8、 炭质泥岩6和碳质粉砂岩10 ，其中粗砂岩5为含水层。在岩层中钻孔，将锚 杆/锚索在锚固端13锚固，在粗砂岩5以外到固定锚杆/锚索堵水器14的设计 位置之间的锚杆/锚索体12上涂抹防水剂，锚杆/锚索堵水器14通过锚杆/锚索 体12导向送至锚杆/锚索钻孔内设计位置并与钻孔壁ll接触，施加推力使锚 杆/锚索堵水器14卡在锚杆/锚索体12上。完成安装后在钻孔口安装封口 15。
本发明还提供了 一种锚杆/锚索堵水器的使用方法，该方法包括以下步
骤
1) 锚杆/锚索锚固工艺锚杆/锚索釆用树脂药卷锚固时，锚杆/锚索堵水 器在药卷形成锚固力后安装；锚杆/锚索釆用端头机械锚固时，锚杆/锚索堵水 器在机械式锚固器安装完成后安装；
2) 在锚杆/锚索堵水器与锚杆/锚索锚固端之间的锚杆/锚索体上涂抹防水 剂；防水剂可以是特种防水剂，也可以是油漆。
3) 将锚杆/锚索堵水器安装在锚杆/锚索锚固端13的后部且位于岩层的含 水层(粗砂岩5)之外；
4)将锚杆/锚索堵水器14从锚杆/锚索钻孔孔口套入锚杆/锚索体12,锚杆 /锚索堵水器14通过锚杆/锚索体12导向送至锚杆/锚索钻孔内设计位置并与钻 孔壁11接触，施加推力使锚杆/锚索堵水器14端尾部分卡在锚杆/锚索体12 上，即完成锚杆/锚索堵水器14的安装，安装完锚杆/锚索堵水器14后在锚杆 /锚索钻孔口安装封口 15。
权利要求
1.一种锚杆/锚索堵水器，其特征在于它是由膨胀堵水部(2)、连接部(3)和导向固定部(4)组成为一体的圆柱体，所述圆柱体内纵向开有一通孔(1)，导向固定部(4)尾端为锯齿形状，所述通孔(1)的直径与锚杆/锚索体直径相匹配，所述圆柱体堵水器外径与锚杆/锚索钻孔直径相匹配。
2. 根据权利要求l所述的锚杆/锚索堵水器，其特征在于所述膨胀堵 水部(2)由遇水膨胀的高分子材料制成。
3. 根据权利要求l所述的锚杆/锚索堵水器，其特征在于所述连接部 (3)由高分子材料制成。
4. 根据权利要求l所述的锚杆/锚索堵水器，其特征在于所述导向固 定部(4)由弹性钢材制成。
5. 如权利要求1所述的锚杆/锚索堵水器的使用方法，该方法包括以下 步骤1) 锚杆/锚索锚固工艺锚杆/锚索釆用树脂药卷锚固时，锚杆/锚索堵水 器在药巻形成锚固力后安装；锚杆/锚索采用端头机械锚固时，锚杆/锚索堵水 器在机械式锚固器安装完成后安装；2) 在锚杆/锚索堵水器与锚杆/锚索锚固端之间的锚杆/锚索体上涂抹防水剂；3) 将锚杆/锚索堵水器安装在锚杆/锚索锚固端的后部且位于岩层的含水 层之外；4) 将锚杆/锚索堵水器从锚杆/锚索钻孔孔口套入锚杆/锚索体，通过锚杆/ 锚索体导向送至锚杆/锚索钻孔内设计位置，施加推力使锚杆/锚索堵水器端尾 部分卡在锚杆/锚索体上，即完成安装。
全文摘要
本发明涉及一种锚杆/锚索堵水器及其使用方法，该锚杆/锚索堵水器由膨胀堵水部、连接部和导向固定部组成为一体的圆柱体，所述圆柱体内纵向开有一通孔，导向固定部尾端为锯齿形状，所述通孔的直径与锚杆/锚索体直径相匹配，所述圆柱体堵水器外径与锚杆/锚索钻孔直径相匹配。锚杆/锚索堵水器的使用方法为将锚杆/锚索锚固，在锚杆/锚索堵水器与锚杆/锚索锚固端之间的锚杆/锚索体上涂抹防水剂，将锚杆/锚索堵水器安装在锚杆/锚索锚固端的后部且位于岩层的含水层之外，施加推力使锚杆/锚索堵水器卡在锚杆/锚索体上。本发明可有效避免岩体支护中锚杆体/锚索孔成为导水通道，对于锚杆/锚索支护岩体稳定性控制和安全生产具有重要意义。
文档编号E21D20/00GK101201005SQ200710188418
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者伍永平 申请人:西安科技大学