一种注浆组合锚索装置的制作方法

本实用新型属于煤矿井下大断面巷道二次支护领域，具体涉及到一种注浆组合锚索装置。

背景技术：

目前，在煤矿井下巷道加固领域，一般是采用单根锚索装入钻孔后，利用高压注入水泥浆。注浆段凝固后对锚索施加预紧力，使围岩多向受压，改善应力状态，提高了围岩的抗变形破坏能力；同时，组合锚索起悬吊和组合梁的作用，将巷道周围不稳定岩层锚固在深部稳定岩层中。注浆加固技术是利用浆液充填围岩内的裂隙，将破碎的围岩固结起来，以改善围岩结构，强化围岩强度和改善其力学性能，从而增加围岩白身的承载能力，保持围的稳定性。

随着煤矿开采深度增加，地应力逐渐增大，综采设备尺寸也逐渐加大，设备入井后解体部件增多，井下组装难度加大，需新建专用的大断面组装硐室，特别是对于支撑阻力10000KN以上支架，其组装硐室宽度均在6m以上，如此大的断面再加800m以深的埋深，普通支护方式已无法维持巷道稳定，需要多次支护方能使巷道稳定。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种注浆组合锚索装置，以解决现技术因锚索或注浆锚索锚固深度不够、锚固力不足导致的巷道围岩与深部岩层离层，最终造成巷道失稳性破坏的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种注浆组合锚索装置,包括导向帽和钢绞线，钢绞线固定的连接在导向帽的尾端上，所述钢绞线有至少三根，钢绞线的首端固定的连接在导向帽的尾端，在钢绞线上固定的安装有多个支撑架，支撑架沿钢绞线长度方向均布，钢绞线分为锚固段和张拉段，每根钢绞线的张拉段上分别套装有塑料软管，塑料软管的首端采用扎丝固定在钢绞线上；在钢绞线之间设置有通气管，通气管比钢绞线略长；在张拉段的钢绞线之间还设置有注浆管。

进一步地，所述导向帽包括锥形部和柱形部，导向帽的锥形部为首端，柱形部为尾端。

进一步地，所述钢绞线的锚固段长度是张拉段长度的2-2.3倍。

进一步地，所述支撑架包括中心环和均匀的焊接在中心环上的与钢绞线相同数量的钢筋，钢绞线与支撑架的钢筋通过扎丝固定。

一种利用注浆组合锚索装置进行施工的方法，包括以下步骤：

步骤1、在相邻一次支护杆之间的巷壁上钻孔；

步骤2、将组合锚索置入到钻孔内，检查通气管是否畅通；

步骤3、对钻孔口进行密封，然后通过注浆管向钻孔内注入水泥和水玻璃的混合液浆；

步骤4、注浆完成后静置，凝固后在注浆孔处的巷壁上取平安装锚索托盘，并对锚索进行张拉。

进一步地，所述步骤1中钻孔的直径为75～94mm，钻孔深度为12m～20m。

进一步地，所述步骤2具体为：用水清洗孔内岩粉，将组合锚索人工推至孔底，推送过程中不要损坏排气管及套在锚素张拉段上的塑料软管，组合锚索推至孔底后要检查排气管是否畅通。

进一步地，所述组合锚索推进后，钻孔口周围使用水泥浆进行密封，通气管和注浆管的外端留置于钻孔外部；水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃采用M=2.4～3.2、P=35-45°Be碱性水玻璃，注浆压力控制在4-8MP，直至排气管中排出浆液时停止注浆。

进一步地，所述步骤4具体为：注浆7天后，在钻孔周围找平并安装锚索托盘，然后利用千斤顶对组合锚索进行张拉，张拉应逐根分组循环进行，单根锚索最终张拉预紧力不小于120KN。

进一步地，所述锚索托盘采用槽钢制成，锚索托盘包括底板和两个侧板，锚索托盘的底板上设置有与组合锚索对应的锚索孔。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的技术方案通过设计一种组合锚索，将四根钢绞线同时连接在导向帽尾端，大大提高了组合锚索的受力强度，在钢绞线的尾端套装有塑料软管，能够有效的防止钢绞线在张拉过程中与钻孔摩擦造成的损坏，在四根钢绞线之间设置有通气管，通气管的内端位于导向帽尾端，在注浆的时候能够将钻孔内的空气排干净，同时通气管还能够作为注浆完成的指示装置。

本实用新型的技术方案通过采用4根长度12～20m高强锚索组成的注浆组合锚索可以改善更深处岩层应力状态，并把巷道围岩紧密的锚固在深部稳定岩层之上；然后通过高压注浆将破碎围岩固结、增加围岩白身承载力。最终，减少巷道围岩因失稳而导致的破坏，从而确保巷道的稳定性。

附图说明

在附图中：

图1为本实用新型的组合锚索侧面结构示意图；

图2为本实用新型的支撑架结构示意图；

图3为本实用新型的支撑架侧视结构示意图；

图4为本实用新型的施工位置结构示意图；

图5为本实用新型的锚索托盘结构示意图；

图6为本实用新型的组合锁具结构示意图；

图中，1为导向帽，2为支撑架，201为中心环，202为钢筋，3为钢绞线，4为通气管，5为塑料软管，6为注浆管，7为组合锚索，8为巷壁，9为一次支护杆，10为水沟，11为侧板，12为锚索孔，13为底板，14为锚索锁具，15为锁具孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“一级”、“二级”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1-图6所示，以四根钢绞线为例，一种注浆组合锚索装置,包括导向帽1和钢绞线3，钢绞线3固定的连接在导向帽1的尾端上，导向帽1包括锥形部和柱形部，导向帽1的锥形部为首端，柱形部为尾端。钢绞线3有四根，四根钢绞线3的首端固定的连接在导向帽1的尾端，在四根钢绞线3上固定的安装有多个支撑架2，支撑架2沿钢绞线长度方向均布，相连的两个支撑架2之间间隔2m，钢绞线3分为锚固段和张拉段，四根钢绞线3的张拉段上分别套装有塑料软管5，塑料软管5的首端采用扎丝固定在钢绞线3上；在钢绞线3之间设置有通气管4，通气管4与钢绞线3平行设置，通气管4比钢绞线3略长；在张拉段的钢绞线3之间还设置有注浆管6。

在本实施例中，钢绞线3的锚固段长度是张拉段长度的2-2.3倍，在此处实施例中，钢绞线长为16米，钢绞线3的锚固段长为11m，张拉段的长度为5m。支撑架2包括中心环201和均匀的焊接在中心环201上的四根钢筋202，钢绞线3与支撑架的钢筋202通过扎丝固定。

钢绞线3的直径17.8～21.8mm，钢绞线3的长度12m～20m，钢绞线3的长度和直径根据巷道围岩性质、距离深部稳定岩层距离而定。组合锚索还包括一个锚索托板，锚索托板用于对钢绞线3张拉段张拉后对钢绞线3进行固定。

一种注浆组合锚索装置的施工方法，包括步骤1、在相邻一次支护杆之间的巷壁上利用液压钻机钻孔；步骤1中一次支护杆采用高强度树脂锚杆制成，对巷道浅层岩壁进行固定，一次支护杆只能维护4m以内的浅岩层，步骤1中钻孔的直径为75～94mm，钻孔深度为12m～20m，钻孔的数量根据需求设定，一般情况下相邻的一次支护杆之间设置一个钻孔或两个钻孔。

步骤2、将组合锚索置入到钻孔内，检查通气管是否畅通；具体为：用水清洗孔内岩粉，将组合锚索人工推至孔底，推送过程中不要损坏排气管及套在锚素张拉段上的塑料软管，组合锚索推至孔底后要检查排气管是否畅通。

步骤3、对钻孔口进行密封，然后利用高压注浆泵，向钻孔内注入水泥和水玻璃的混合液浆；具体为：组合锚索推进后，钻孔口周围使用水泥浆进行密封，通气管和注浆管的外端留置于钻孔外部；水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃采用M=2.4～3.2、P=35-45°Be碱性水玻璃，注浆压力控制在4-8MP，直至排气管中排出浆液时停止注浆。

步骤4、注浆完成后静置7天，静置后在注浆孔处的巷壁上取平安装锚索托盘，并利用千斤顶对锚索进行张拉；具体为：注浆7天后，在钻孔周围找平并安装锚索托盘，然后利用千斤顶对组合锚索进行张拉，张拉应逐根分组循环进行，单根锚索最终张拉预紧力不小于120KN。

锚索托盘采用槽钢制成，锚索托盘包括底板13和两个侧板11，锚索托盘的底板12上设置有与组合锚索对应的锚索孔12，在锚索托盘上安装有锚索锁具14，锚索锁具14用于将张拉后的四根钢绞线进行固定。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用可具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。