本發(fā)明涉及硬巖礦山巷道施工，具體涉及一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、礦山巷道掘進(jìn)過程中，頂板管理一直是極其重要的一個(gè)步驟，巷道頂板塑性破壞是引發(fā)頂板整體破裂、產(chǎn)生圍巖大變形、造成支護(hù)失效進(jìn)而導(dǎo)致巷道冒頂?shù)闹匾?，支護(hù)設(shè)計(jì)中也多依據(jù)圍巖塑性區(qū)幾何特征進(jìn)行冒頂控制設(shè)計(jì)。對(duì)于圍巖穩(wěn)定性較差的地段，礦山硬巖巷道的掘進(jìn)通常采用爆破的方式進(jìn)行施工，頂板的維護(hù)則是錨網(wǎng)的支護(hù)形式，為最大程度確保人員和設(shè)備的安全，施工工序采用掘一支一方式進(jìn)行，且目前采用樹脂錨桿進(jìn)行頂板圍巖防護(hù)應(yīng)用較為廣泛。巷道掘進(jìn)過程中，由于圍巖的二次應(yīng)力平衡以及爆破振動(dòng)的影響，常常出現(xiàn)頂板錨桿失效的情況出現(xiàn)，且在巖石重力影響下，錨網(wǎng)內(nèi)的浮石清理后，錨桿已出現(xiàn)彎折的情況，錨桿外露允許長(zhǎng)度超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，且無法再次調(diào)整，通常需要進(jìn)行再處理或者重新錨固，造成材料浪費(fèi)的同時(shí)，未能實(shí)現(xiàn)圍巖的有效控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿及其施工方法，解決現(xiàn)有錨桿錨固后在二次應(yīng)力或者爆破后無法再次調(diào)節(jié)導(dǎo)致失效且無法調(diào)整的問題。

2、為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：包括錨桿外管、錨桿內(nèi)桿、柔性錨索、托盤、錨桿測(cè)力計(jì)、墊片和扭矩螺母，錨桿內(nèi)桿活動(dòng)連接于錨桿外管內(nèi)部，錨桿內(nèi)桿端部連接有柔性錨索，柔性錨索端部依次設(shè)置有托盤、錨桿測(cè)力計(jì)、墊片和扭矩螺母。

3、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述錨桿內(nèi)桿端部設(shè)置有六角螺帽，錨桿外管為一端開口的空心鋼管，錨桿內(nèi)桿為實(shí)心鋼管，錨桿內(nèi)桿與錨桿外管螺紋連接。

4、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述錨桿內(nèi)桿預(yù)留的旋進(jìn)長(zhǎng)度為500～600mm。

5、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述錨桿外管端部外側(cè)徑向分布有凸起。

6、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是使用所述錨桿的施工方法如下：

7、第一步：巷道頂板鉆孔

8、采用頂板錨桿鉆機(jī)施工，采用錨桿鉆機(jī)向頂板打垂直孔作為錨桿孔；

9、第二步：送錨固劑

10、向錨桿孔依次裝入樹脂錨固劑，用錨桿外管慢慢將樹脂錨固劑推到孔底；

11、第三步：攪拌錨固劑

12、用攪拌連接器將鉆機(jī)與錨桿外管的端部連接起來，當(dāng)錨固劑抵到孔底啟動(dòng)鉆機(jī)邊攪拌邊推進(jìn)到孔底，快速攪拌30～50s后停機(jī)；

13、第四步：安裝錨桿內(nèi)桿

14、采用加長(zhǎng)連接套筒，一端與錨桿內(nèi)桿連接，另一端與錨桿鉆機(jī)相連接，啟動(dòng)鉆機(jī)以最低鉆速旋進(jìn)，當(dāng)錨桿內(nèi)桿旋進(jìn)到設(shè)計(jì)進(jìn)尺時(shí)，停止錨桿內(nèi)桿的旋進(jìn)；

15、第五步：緊固錨桿

16、等待6～7分鐘后再次啟動(dòng)鉆機(jī)，使托盤快速壓緊頂板，使錨桿具有較大的預(yù)拉力，使托盤貼緊巖面；記錄錨桿測(cè)力計(jì)的初始應(yīng)力值。

17、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述錨桿孔實(shí)際直徑與設(shè)計(jì)直徑的偏差控制在1mm以內(nèi)；錨桿孔深度誤差在0mm～30mm范圍內(nèi)；錨桿孔實(shí)際鉆孔角度與設(shè)計(jì)角度的偏差不大于5°；錨桿孔的間排距誤差不超過100mm。

18、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述樹脂錨固劑按照錨固劑的凝圈速度先快后慢的順序依次裝入。

19、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是第五步中所述扭矩螺母的擰緊力矩不得小于100n·m。

20、更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述方法還包括在頂板巖體的冒落導(dǎo)致頂部巖石失去錨固力時(shí)，對(duì)錨桿的二次安裝與預(yù)緊，具體步驟如下：

21、第一步：拆卸柔性錨索端部的扭矩螺母、墊片、錨桿測(cè)力計(jì)、托盤；

22、第二步：采用加長(zhǎng)連接套筒對(duì)錨桿內(nèi)桿繼續(xù)旋進(jìn)，旋進(jìn)的行程即表土層巖土體冒落的厚度；

23、第三步：重新安裝托盤、錨桿測(cè)力計(jì)、墊片、扭矩螺母，通過錨桿鉆機(jī)擰緊扭矩螺母，托盤快速壓緊頂板，使錨桿具有較大的預(yù)拉力，使托盤貼緊巖面。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

25、柔性錨索設(shè)計(jì)為柔性結(jié)構(gòu)，而錨桿外管和錨桿內(nèi)桿的剛性結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定巖體緊密貼合，巷道表層巖石體脫落過程中，錨桿端部的柔性錨索與巖石體共同形變，不會(huì)造成下部的錨桿主體變形。

26、錨桿主體設(shè)計(jì)為錨桿內(nèi)桿和錨桿外管兩層結(jié)構(gòu)，錨桿外管通過錨固劑進(jìn)行錨固，錨桿內(nèi)桿和錨桿外管則是通過螺紋進(jìn)行緊固，當(dāng)巷道表層巖石體脫落清理后，由于錨桿外管內(nèi)部預(yù)留一定長(zhǎng)度的旋進(jìn)行程，不會(huì)造成錨桿外露長(zhǎng)度的不合格，且由于錨桿端部設(shè)置有柔性錨索，不會(huì)影響錨桿內(nèi)桿的繼續(xù)鉆進(jìn)。錨桿內(nèi)桿和錨桿外管設(shè)計(jì)為相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，對(duì)于巷道頂板的臨時(shí)支護(hù)，錨桿內(nèi)桿可以進(jìn)行多次回收利用。

技術(shù)特征：

1.一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：包括錨桿外管(1)、錨桿內(nèi)桿(2)、柔性錨索(3)、托盤(4)、錨桿測(cè)力計(jì)(5)、墊片(6)和扭矩螺母(7)，錨桿內(nèi)桿(2)活動(dòng)連接于錨桿外管(1)內(nèi)部，錨桿內(nèi)桿(2)端部連接有柔性錨索(3)，柔性錨索(3)端部依次設(shè)置有托盤(4)、錨桿測(cè)力計(jì)(5)、墊片(6)和扭矩螺母(7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：所述錨桿內(nèi)桿(2)端部設(shè)置有六角螺帽(8)，錨桿外管(1)為一端開口的空心鋼管，錨桿內(nèi)桿(2)為實(shí)心鋼管，錨桿內(nèi)桿(2)與錨桿外管(1)螺紋連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：所述錨桿內(nèi)桿(2)預(yù)留的旋進(jìn)長(zhǎng)度為500～600mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：所述錨桿外管(1)端部外側(cè)徑向分布有凸起。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：使用所述錨桿的施工方法如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：所述錨桿孔實(shí)際直徑與設(shè)計(jì)直徑的偏差控制在1mm以內(nèi)；錨桿孔深度誤差在0mm～30mm范圍內(nèi)；錨桿孔實(shí)際鉆孔角度與設(shè)計(jì)角度的偏差不大于5°；錨桿孔的間排距誤差不超過100mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：所述樹脂錨固劑按照錨固劑的凝圈速度先快后慢的順序依次裝入。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：第五步中所述扭矩螺母(7)的擰緊力矩不得小于100n·m。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿，其特征在于：所述方法還包括在頂板巖體的冒落導(dǎo)致頂部巖石失去錨固力時(shí)，對(duì)錨桿的二次安裝與預(yù)緊，具體步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于節(jié)理化硬巖巷道鉆爆掘進(jìn)的礦用錨桿及其施工方法，涉及硬巖礦山巷道施工技術(shù)領(lǐng)域。包括錨桿外管、錨桿內(nèi)桿、柔性錨索、托盤、錨桿測(cè)力計(jì)、墊片和扭矩螺母，錨桿內(nèi)桿活動(dòng)連接于錨桿外管內(nèi)部，錨桿內(nèi)桿端部連接有柔性錨索，柔性錨索端部依次設(shè)置有托盤、錨桿測(cè)力計(jì)、墊片和扭矩螺母。錨桿主體設(shè)計(jì)為錨桿內(nèi)桿和錨桿外管兩層結(jié)構(gòu)，錨桿外管通過錨固劑進(jìn)行錨固，錨桿內(nèi)桿和錨桿外管則是通過螺紋進(jìn)行緊固，當(dāng)巷道表層巖石體脫落清理后，由于錨桿外管內(nèi)部預(yù)留一定長(zhǎng)度的旋進(jìn)行程，不會(huì)造成錨桿外露長(zhǎng)度的不合格，且由于錨桿端部設(shè)置有柔性錨索，不會(huì)影響錨桿內(nèi)桿的繼續(xù)鉆進(jìn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李樹建,袁明禮,劉通,黃杰,謝言宏,楊建光,夏鋼源,李濤,董健,張超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南磷化集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19