一种扩孔自转式锚杆及使用方法与流程

文档序号:14947977发布日期:2018-07-17 21:55阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种扩孔自转式锚杆的使用方法,所述扩孔自转式锚杆包括杆体(1)、钻头(2)、连接件(3)和紧固装置,所述杆体(1)外侧表面上设有无纵肋螺纹,钻头(2)设在杆体(1)头部,杆体(1)头部通过螺纹与钻头(2)相连接,钻头(2)的螺距与无纵肋螺纹钢的螺距一致,杆体(1)尾部前后分别设有紧固装置和对称楔形体结构的连接部,连接部上设有便于与锚杆钻机(6)连接使用的连接件(3),连接件(3)与杆体(1)连接的一端为圆柱体内部为倒楔形体切口,与锚杆杆体尾部的对称楔形体(1-1)结构相匹配,其中杆体(1)与钻头(2)和连接件(3)之间通过螺纹连接为组合结构;所述紧固装置包括托盘(4)和螺母(5),当杆体(1)钻入煤层(7)后,托盘(4)套入杆体(1)尾部并通过螺母(5)固定;

钻头(2)侧面设有用于将钻进产生的粉末排出钻头位置的螺旋凹槽(9),所述钻头(2)侧面在凹槽(9)间隙处设有多个阻爪(11),所述阻爪(11)包括槽腔(11-1)、圆轴(11-2)、高强阻隔板(11-3)和强力弹簧(11-4),所述槽腔(11-1)为高强阻隔板(11-3)转动提供一个空间,槽腔(11-1)底部一侧通过圆轴(11-2)与高强阻隔板(11-3)活动连接,高强阻隔板(11-3)与槽腔(11-1)底部之间设有强力弹簧(11-4),高强阻隔板(11-3)利用强力弹簧(11-4)弹起并通过圆轴(11-2)可在槽腔(11-1)里转动;

所述钻头(2)外直径比锚杆杆体(1)直径大3~8mm,所述钻头(2)设有与杆体(1)相连的开口,开口周围设有多个凸起且向中心倾斜的尖刀(10),尖刀(10)的顶部距钻头(2)中心3mm~5mm,凹槽(9)的宽度为5mm~8mm,凹槽的深度为3mm~5mm;

所述杆体(1)尾部的对称楔形体(1-1)结构长度为30mm~100mm,楔形体开口角度为55~75°;

所述杆体(1)长度的1/3~2/3处有焊接到杆体(1)上的环形凸起(1-2),环形凸起(1-2)直径比杆体(1)直径大3mm~8mm,厚度为2~3mm;

其特征在于包括以下步骤:

a.掘进机进行巷道的开挖之后,在普通钻杆上安装钻头,将普通钻杆安装在锚杆钻机(6)上,普通钻杆和钻头的直径相同但都小于扩孔自转式锚杆的杆体(1)直径2mm-4mm,布置煤层(7)上的小钻孔(8)钻入点,启动锚杆钻机(6)在钻入点钻进,直到钻入普通钻杆的长度达到扩孔自转式锚杆长度的1/3到2/3处时,停止钻入并将普通钻杆和钻头取出;

b.在扩孔自转式锚杆的杆体(1)前部通过螺纹旋入钻头(2),将钻头(2)放置到钻孔中,钻头的阻爪(11)处于闭合状态,再确保杆体(1)与锚杆钻机连接件(3)保持水平,使得杆体(1)尾部的楔形体正好嵌入到连接件(3)中,将扩孔自转式锚杆通过连接件(3)安装在锚杆钻机(6)上;

c.启动锚杆钻机,借助扩孔自转式锚杆前部的钻头(2)旋转和施工人员的顶推作用,在已有的小钻孔(8)中快速向前推进扩孔自转式锚杆完成扩孔,使得锚杆杆体(1)与煤层(7)之间产生摩擦力,当明显感觉到推进的阻力时,则判断扩孔自转式锚杆到达煤层(7)预设小钻孔(8)的孔底,此时降低锚杆钻机(6)的钻速,利用锚杆前部的钻头(2)将杆体(1)自转到煤体中,由于钻头(2)前部的尖刀(10)处于中部位置,能够使因钻进而产生的粉末通过钻头(2)侧面的螺旋凹槽(9)排离杆体(1)头部,而杆体(1)上的环形凸起(1-2)挡住向钻孔外运行的钻孔粉末,钻孔粉末充实了杆体(1)与煤体之间的空隙,当锚杆杆体(1)外露长度剩余30mm~150mm时,关闭锚杆钻机(6),将连接件(3)与杆体(1)尾部的对称楔形体(1-1)结构分离,由于锚杆自转的因素,连接件(3)与杆体(1)有力的作用,当连接件(3)与杆体(1)分离时,杆体(1)本应该跟着连接件(3)退出一些距离,此时钻头(2)上的阻爪(11)的强力弹簧(11-4)弹出,将高强阻隔板(11-3)撑开并延伸出槽腔(11-1)以阻隔杆体(1)继续退出,之后在杆体(1)尾部先后套入托盘(4)并安装螺母(5)固定托盘(4),再使用锚杆钻机(6)旋转螺母对锚杆完成初次预紧,使得锚杆挤压嵌入煤体,增大锚杆与煤体的摩擦力,实现锚杆的全长锚固,以此完成一整套锚杆的安装;

d.锚杆施工1h~2h后,用扳手对螺母(5)进行旋紧完成二次预紧,以防周围锚杆施工时造成该锚杆的预应力松弛;

e. 锚杆施工12~24h后,井下工作人员通过测力扳手检查锚杆的预紧力,如预紧力不能满足要求时再次对锚杆进行预紧,使托盘(4)挤压破碎的煤壁,实现预紧力的维持;

f.重复步骤a~ e进行下一根扩孔自转式锚杆的施工。

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