一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆及施工方法

本申请涉及巷道支护，特别涉及一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆及施工方法。

背景技术：

1、在煤矿井工开采工程中，锚杆以工序简便、成本较低及良好的围岩控制效果被广泛应用。随着浅部煤层可开采资源走向枯竭，煤炭资源开采逐渐走向深部化，在深部开采中高应力、复杂地质构造环境给巷道围岩控制带来极为不利的影响。实践表明，围岩所处的工程和地质条件越复杂，巷道的变形量越大，另外，复杂地质构造环境下的巷道围岩倾斜节理发育明显，往往还会发生横向错动变形，但由于传统锚杆自身延伸率有限，在对节理发育、离层及错动围岩进行支护时，钻孔内杆体易发生拉伸破坏或剪切破坏，且破断杆体处在钻孔内人员不易发觉，给安全生产埋下了隐患。

2、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆及施工方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，所述吸能锚杆包括锚杆本体；

4、所述锚杆本体伸入钻孔内部的部分设有锚节段、锚固段，所述锚节段用于定点弱化锚杆本体，所述锚固段用于端头锚固；

5、所述锚杆本体设有中空通道，所述中空通道中设有锚索，所述锚索两端设有导块，所述锚索通过导块与所述中空通道滑动连接，所述锚索通过中空通道贯穿所述锚节段；

6、所述锚节段两端设有限位结构，分别用于对锚索两端的导块进行位置限定；

7、所述锚索通过导块与限位结构的限位配合，用于在锚杆本体因受到剪切破坏或拉伸破坏从锚节段断开时，对围岩进行二次锚固。

8、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述锚杆本体伸出钻孔的部分通过托盘和螺母固定在围岩上，所述吸能锚杆包括吸能器，所述吸能器套设在托盘和螺母之间。

9、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述吸能器包括固定环，所述固定环套设在锚杆本体外周；所述固定环与锚杆本体之间，沿轴向依次设有圆环体、吸能液体、弹簧；

10、所述圆环体外周设有回流缺口，所述固定环内周设有缓冲通道；

11、所述吸能器与托盘之间设有顶推环，用于顶推圆环体，进而依次通过圆环体、吸能液体压缩弹簧发生形变并使得缓冲通道连通吸能液体与回流缺口。

12、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述吸能液体为剪切增稠液体。

13、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优先地，所述吸能器与螺母之间设有弹性垫片。

14、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述锚节段两侧的中空通道中设有阻滑结构，用于为导块和中空通道之间的滑动提供阻力。

15、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述阻滑结构包括阻滑片、内置锚固剂；

16、所述阻滑片一端与中空通道内壁固定连接，另一端向锚节段方向倾斜延伸；所述内置锚固剂填充在阻滑片与中空通道内壁之间；

17、所述锚节段设有与两侧的内置锚固剂连通的锚固通道。

18、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述锚固段设有防退锚结构。

19、如上所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，优选地，所述锚节段直径小于锚杆本体其余部分的直径。

20、一种适用于如上任一所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆的施工方法，包括：

21、步骤s1，选择与锚杆本体直径匹配的锚杆钻机对巷道围岩钻孔；

22、步骤s2，将外置锚固剂、锚杆本体依次插入钻孔，再依次将托盘、顶推环、吸能器、螺母套设于所述锚杆本体伸出钻孔的部分，锚杆钻机顶推并搅拌外置锚固剂，搅拌完成后对螺母施加扭矩完成锚杆预紧支护。

23、与最接近的现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有如下有益效果：

24、通过设置锚节段对锚杆本体进行定点弱化，实际使用时，锚节段布置于倾斜节理处，使得倾斜节理处围岩发生大变形时，锚节段首先发生颈缩抵抗围岩变形，提高了对节理两侧围岩的支护作用；倾斜节理处围岩离层、错动导致锚节段破断后，设置在锚杆本体内部的锚索带动导块在中空通道中滑动进行应力释放，导块最终与锚节段两端的限位结构进行限位配合，实现对巷道围岩的二次锚固。

技术特征：

1.一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述吸能锚杆包括锚杆本体；

2.如权利要求1所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述锚杆本体伸出钻孔的部分通过托盘和螺母固定在围岩上，所述吸能锚杆包括吸能器，所述吸能器套设在托盘和螺母之间。

3.如权利要求2所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述吸能器包括固定环，所述固定环套设在锚杆本体外周；所述固定环与锚杆本体之间，沿轴向依次设有圆环体、吸能液体、弹簧；

4.如权利要求3所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述吸能液体为剪切增稠液体。

5.如权利要求3所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述吸能器与螺母之间设有弹性垫片。

6.如权利要求1所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述锚节段两侧的中空通道中设有阻滑结构，用于为导块和中空通道之间的滑动提供阻力。

7.如权利要求6所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述阻滑结构包括阻滑片、内置锚固剂；

8.如权利要求1所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述锚固段设有防退锚结构。

9.如权利要求1所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆，其特征在于，所述锚节段直径小于锚杆本体其余部分的直径。

10.一种适用于如权利要求3-9任一所述的一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆的施工方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请涉及巷道支护技术领域，特别涉及一种可用于倾斜节理围岩的吸能锚杆及施工方法。吸能锚杆包括锚杆本体；锚杆本体伸入钻孔内部的部分设有锚节段、锚固段，锚节段用于定点弱化锚杆本体，锚固段用于端头锚固；锚杆本体设有中空通道，中空通道中设有锚索，锚索两端设有导块，锚索通过导块与中空通道滑动连接，锚索通过中空通道贯穿锚节段；锚节段两端设有限位结构，分别用于对锚索两端的导块进行位置限定；锚索通过导块与限位结构的限位配合，用于在锚杆本体在受到剪切破坏或拉伸破坏从锚节段断开后，对围岩进行二次锚固，以弥补传统锚杆自身延伸率有限的问题。

技术研发人员：郭晓玮,辛维,郑西贵,艾孜提力吾麦尔·吐尔洪,刘灿灿,王济宇,岳炜
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15