钻扩锚一体化施工装置及方法与流程

本发明属于松软破碎围岩支护，尤其涉及一种钻扩锚一体化施工装置及方法。

背景技术：

1、巷道在经过松软破碎围岩段时,若仅仅采用锚网索的支护方式,难以控制巷道围岩的变形,锚网索支护在松软破碎构造围岩段会由于围岩开裂破坏、内部完整结构消失,致使可锚性下降,出现锚杆锚索预紧过程所需的锚固力不足的现象,即无法充分发挥其自身的锚固特性，而且因为围岩破碎，极易导致锚固孔出现塌孔现象，影响支护效果及支护效率。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种钻扩锚一体化施工装置，该钻扩锚一体化施工装置通过钻头进行钻孔，同时采用高压旋喷注浆进行扩孔，然后退杆使膨胀片张开并进行加固，使钻孔、扩孔和注浆锚固一体化施工，避免了塌孔带来的影响，同时提高了锚固效果。

2、本发明第二方面实施例还提出了一种钻扩锚一体化施工方法。

3、本发明第一方面实施例的钻扩锚一体化施工装置包括中空注浆锚杆、钻头、抗剪套管、第一螺母和膨胀片，所述中空注浆锚杆的侧壁上开设有高压出浆口，所述高压出浆口靠近于所述中空注浆锚杆的第一端，所述钻头连接于所述中空注浆锚杆的第一端，所述抗剪套管套设于所述中空注浆锚杆，所述第一螺母固定连接于所述抗剪套管的一端，且所述第一螺母位于所述抗剪套管和所述钻头之间，所述第一螺母与所述中空注浆锚杆螺纹连接，所述膨胀片位于所述第一螺母和所述钻头之间，所述膨胀片的一端与所述第一螺母连接，所述膨胀片的另一端靠近于所述钻头，所述膨胀片有多个，多个所述膨胀片沿所述中空注浆锚杆的周向间隔分布，以使相邻两个所述膨胀片之间具有空隙，所述高压出浆口位于所述空隙内。

4、本发明实施例的钻扩锚一体化施工装置通过钻头进行钻孔，同时采用高压旋喷注浆进行扩孔，然后退杆使膨胀片张开并进行加固，使钻孔、扩孔和注浆锚固一体化施工，避免了塌孔带来的影响，同时提高了锚固效果。

5、在一些实施例中，所述钻扩锚一体化施工装置还包括止浆塞，所述止浆塞套设于所述抗剪套管并位于所述抗剪套管远离所述钻头的一端，所述止浆塞的外径在所述中空注浆锚杆的第一端向所述中空注浆锚杆的第二端的方向上逐渐增大。

6、在一些实施例中，所述钻扩锚一体化施工装置还包括托盘，所述托盘连接于所述中空注浆锚杆并靠近于所述中空注浆锚杆的第二端，所述托盘的至少部分与止浆塞相抵。

7、在一些实施例中，所述托盘包括主体部和凸起部，所述凸起部位于所述主体部和所述止浆塞之间，所述止浆塞在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影位于所述主体部在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影内，所述凸起部与所述中空注浆锚杆螺纹连接，且所述凸起部与所述止浆塞相抵，所述凸起部在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影位于所述止浆塞在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影内。

8、在一些实施例中，所述主体部和所述凸起部一体成型。

9、在一些实施例中，所述钻扩锚一体化施工装置还包括第二螺母，所述第二螺母螺纹连接于所述中空注浆锚杆，所述托盘位于所述第二螺母和所述止浆塞之间，所述第二螺母与所述托盘相抵。

10、在一些实施例中，所述抗剪套管、所述第一螺母、所述膨胀片和所述止浆塞一体成型。

11、在一些实施例中，所述钻扩锚一体化施工装置还包括连接环，所述连接环套设于所述中空注浆锚杆并位于所述膨胀片和所述钻头之间，多个所述膨胀片靠近所述连接环的一端均与所述连接环固定连接。

12、在一些实施例中，所述高压出浆口有多个，多个所述高压出浆口沿所述中空注浆锚杆的周向间隔分布，且多个所述高压出浆口位于不同的所述空隙内。

13、本发明第二方面实施例的钻扩锚一体化施工方法包括：

14、提供一如上述任一项实施例所述的钻扩锚一体化施工装置，确定所需钻设的锚固孔的常规锚固段的长度和扩孔段的长度；

15、将所述中空注浆锚杆连接在钻机上，并调节所述钻机的位置直至所述钻头的轴线与待钻锚固孔的轴线重合，启动所述钻机进行钻进，直至所述常规锚固段的长度达到设定值后停止钻进；

16、向所述中空注浆锚杆内通入高压浆液对锚固孔进行旋喷扩孔并继续启动所述钻机进行钻进，直至所述扩孔段的长度达到预设值后停止向所述中空注浆锚杆内通入高压浆液并停止钻进；

17、固定所述抗剪套管并反向旋转所述中空注浆锚杆，以使所述中空注浆锚杆和所述第一螺母在螺纹的作用下，所述中空注浆锚杆带动所述钻头向靠近于所述第一螺母的方向移动以使所述膨胀片弯曲并进入所述扩孔段后停止转动所述中空注浆锚杆；

18、向所述中空注浆锚杆内通入锚固浆液直至所述锚固浆液充满整个锚固孔；

19、安装内锁具托盘，并使用螺母进一步固定。

20、本发明实施例的钻扩锚一体化施工方法通过采用上述实施例的钻扩锚一体化施工装置，使用钻头进行钻孔，同时采用高压旋喷注浆进行扩孔，然后退杆使膨胀片张开并进行加固，使钻孔、扩孔和注浆锚固一体化施工，避免了塌孔带来的影响，同时提高了锚固效果。

技术特征：

1.一种钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，还包括止浆塞，所述止浆塞套设于所述抗剪套管并位于所述抗剪套管远离所述钻头的一端，所述止浆塞的外径在所述中空注浆锚杆的第一端向所述中空注浆锚杆的第二端的方向上逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，还包括托盘，所述托盘连接于所述中空注浆锚杆并靠近于所述中空注浆锚杆的第二端，所述托盘的至少部分与止浆塞相抵。

4.根据权利要求3所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，所述托盘包括主体部和凸起部，所述凸起部位于所述主体部和所述止浆塞之间，所述止浆塞在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影位于所述主体部在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影内，所述凸起部与所述中空注浆锚杆螺纹连接，且所述凸起部与所述止浆塞相抵，所述凸起部在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影位于所述止浆塞在所述中空注浆锚杆的第二端上的投影内。

5.根据权利要求4所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，所述主体部和所述凸起部一体成型。

6.根据权利要求3-5任一项所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，还包括第二螺母，所述第二螺母螺纹连接于所述中空注浆锚杆，所述托盘位于所述第二螺母和所述止浆塞之间，所述第二螺母与所述托盘相抵。

7.根据权利要求2所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，所述抗剪套管、所述第一螺母、所述膨胀片和所述止浆塞一体成型。

8.根据权利要求1所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，还包括连接环，所述连接环套设于所述中空注浆锚杆并位于所述膨胀片和所述钻头之间，多个所述膨胀片靠近所述连接环的一端均与所述连接环固定连接。

9.根据权利要求1所述的钻扩锚一体化施工装置，其特征在于，所述高压出浆口有多个，多个所述高压出浆口沿所述中空注浆锚杆的周向间隔分布，且多个所述高压出浆口位于不同的所述空隙内。

10.一种钻扩锚一体化施工方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种钻扩锚一体化施工装置及方法，所述钻扩锚一体化施工装置包括中空注浆锚杆、钻头、抗剪套管、第一螺母和多个膨胀片，中空注浆锚杆的侧壁上设有靠近于中空注浆锚杆第一端的高压出浆口，钻头连接于中空注浆锚杆的第一端，抗剪套管套设于中空注浆锚杆，第一螺母固定连接于抗剪套管并位于抗剪套管和钻头之间，第一螺母与中空注浆锚杆螺纹连接，膨胀片的一端与第一螺母连接，膨胀片的另一端靠近于钻头，多个膨胀片沿中空注浆锚杆的周向间隔分布以使相邻两个膨胀片之间具有空隙，高压出浆口位于空隙内。本发明通过钻头进行钻孔、高压旋喷注浆进行扩孔和膨胀片张开以进行加固，使钻孔、扩孔和注浆锚固一体化施工，避免了塌孔的影响。

技术研发人员：聂政,侯彪,王多春,焦建康,王雁,张镇,赵栋梁,吴建星,张浩,李文洲,李营洲,马鹏
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29