一种自锚固式锚索及应用其的煤柱护巷锚固方法

本发明涉及锚固支护，特别是涉及一种自锚固式锚索及应用其的煤柱护巷锚固方法。

背景技术：

1、煤炭开采，掘进先行，巷道掘进是煤炭生产十分重要的环节，如何优化掘进过程中留小煤柱护巷锚固支护的问题亟待解决，近年来，采煤技术及装备的发展已较为成熟，而准备采煤工作面的掘进支护过程仍存在一定的滞后问题，尤其是小煤柱在掘进过程中动压明显，巷道变形剧烈，支护用时也占据了整个流程总时间的一半，当前，煤炭开采存在大量的沿空小煤柱巷道，小煤柱目前的支护工艺效果并不是很好，一根锚索一次性使用不可在下个工作面复用，且无法实现约束锚固、工作量大、成本高、施工慢、效果差等问题将直接导致掘支失衡。

2、为应对以上问题，专利cn103899342a提出了沿空掘巷煤柱锚索对穿加固方法，但该方法需要通过两段锚索连接加长，工艺复杂、易跑浆，而且需要在锚钻孔内放置药卷，并在锚索端部安装专用搅拌头，或者利用专用搅拌器伸入对药卷进行破碎搅拌，进一步提高了工艺的复杂程度，降低锚固效率；专利cn204200254u提出的一种煤柱加固用双向对穿锚索，虽然能实现双向对穿，但工艺复杂，需要两次施工，时间长、成本高，而且需要额外的钻机搅破锚固剂，存在复杂程度高、锚固效率低的问题。

3、因此人们亟需一种锚固效率高、可在下个工作面复用的自锚固式锚索。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种自锚固式锚索及应用其的煤柱护巷锚固方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过锚索本体上设置的搅拌刺以及袋装锚固剂，使得锚索本体到位后，通过旋转锚索本体即可带动搅拌刺运动从而豁开袋装锚固剂，利用锚索本体自身即可完成锚固剂锚固，无需其他设备的参与，降低工艺的复杂程度，提高锚固效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自锚固式锚索，包括锚索本体以及袋装锚固剂，所述袋装锚固剂呈与安装孔内径相匹配的圆筒形，且所述袋装锚固剂套设在所述锚索本体的锚固段上，所述锚索本体的锚固段的外壁面上设置有若干个用于旋转豁开所述袋装锚固剂的搅拌刺。

3、优选的，若干个搅拌刺沿所述锚索本体的延伸方向排列设置，所述锚索本体的锚固段设置有两排所述搅拌刺，且两排所述搅拌刺间的夹角为180°。

4、优选的，所述袋装锚固剂包括拼接形成圆筒形的第一半圆环形锚固剂以及第二半圆环形锚固剂，所述第一半圆环形锚固剂以及所述第二半圆环形锚固剂分别设置在所述搅拌刺的两侧。

5、优选的，所述第一半圆环形锚固剂为树脂基质，所述第二半圆环形锚固剂为速凝剂。

6、优选的，所述锚索本体长度大于设计煤柱宽度，所述锚索本体包括依次连接的前张拉段、锚固段、自由段以及后张拉段，所述前张拉段与所述后张拉段与拉紧装置连接。

7、优选的，所述前张拉段外套设有用于保护所述前张拉段的套管。

8、优选的，所述自锚固式锚索还包括用于固定所述套管的限位套，所述限位套一端套设在所述套管靠近所述锚固段的一端，另一端固定设置在所述前张拉段靠近所述锚固段的端部上。

9、优选的，所述限位套靠近所述锚固段的一端向外延伸形成用于阻挡锚固剂流向所述套管的挡板。

10、优选的，所述挡板为朝向所述前张拉段凸出的半圆弧形结构。

11、本发明还提供一种应用上述自锚固式锚索的煤柱护巷锚固方法，包括以下步骤：

12、s1：在本工作面巷道预留的煤柱煤壁上利用单臂锚索钻机钻设安装孔，安装孔长度大于设计煤柱的宽度，并进行清粉；

13、s2：利用单臂锚索钻机将锚索本体装入安装孔，直至锚固段伸入安装孔内需要进行锚固连接的位置；

14、s3：转动锚索本体，搅拌刺跟随锚索本体进行转动，搅拌刺转动过程中，豁开树脂基质以及速凝剂，树脂基质以及速凝剂在搅拌刺的转动搅拌下混合并凝固，锚固剂凝固后，利用拉紧装置与托盘拉紧后张拉段，本工作面工作完成；

15、s4：下个工作面开挖巷道过程中，待煤壁暴露出由套管保护的前张拉段后，取下套管，利用拉紧装置与托盘拉紧前张拉段，煤柱护巷锚固完成。

16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

17、1、本发明中锚索本体在使用时，可以用锚索钻机直接携带进入到钻孔中，待锚索本体的锚固段到达所需锚固的位置后，启动锚索钻机的钻头即可带动锚索本体进行转动，搅拌刺也随锚索本体进行转动，搅拌刺在转动过程中会与袋装锚固剂之间产生相对位移，在相对位移过程中实现对袋装锚固剂的豁开，袋装锚固剂内的锚固剂散漏出来实现锚索本体与钻孔之间的锚固，即利用锚索本体自身的转动即可完成锚固剂锚固，无需其他设备的参与，降低工艺的复杂程度，提高锚固效率。

18、2、本发明中搅拌刺成排设置，在转动过程中不仅可以起到豁开袋装锚固剂的作用，还能够起到对锚固剂进行搅拌的作用，提高最终的锚固效果。

19、3、本发明中前张拉段的设置使得下个工作面在进行开挖巷道时能够裸露出来被复用，利用一条锚索本体即可完成对煤柱的对穿加固，减少施工成本以及降低施工工艺的复杂程度，进一步提高锚固效率。

技术特征：

1.一种自锚固式锚索，其特征在于，包括锚索本体以及袋装锚固剂，所述袋装锚固剂呈与安装孔内径相匹配的圆筒形，且所述袋装锚固剂套设在所述锚索本体的锚固段上，所述锚索本体的锚固段的外壁面上设置有若干个用于旋转豁开所述袋装锚固剂的搅拌刺。

2.根据权利要求1所述的自锚固式锚索，其特征在于，若干个搅拌刺沿所述锚索本体的延伸方向排列设置，所述锚索本体的锚固段设置有两排所述搅拌刺，且两排所述搅拌刺间的夹角为180°。

3.根据权利要求2所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述袋装锚固剂包括拼接形成圆筒形的第一半圆环形锚固剂以及第二半圆环形锚固剂，所述第一半圆环形锚固剂以及所述第二半圆环形锚固剂分别设置在所述搅拌刺的两侧。

4.根据权利要求3所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述第一半圆环形锚固剂为树脂基质，所述第二半圆环形锚固剂为速凝剂。

5.根据权利要求1所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述锚索本体长度大于设计煤柱宽度，所述锚索本体包括依次连接的前张拉段、锚固段、自由段以及后张拉段，所述前张拉段与所述后张拉段与拉紧装置连接。

6.根据权利要求5所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述前张拉段外套设有用于保护所述前张拉段的套管。

7.根据权利要求6所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述自锚固式锚索还包括用于固定所述套管的限位套，所述限位套一端套设在所述套管靠近所述锚固段的一端，另一端固定设置在所述前张拉段靠近所述锚固段的端部上。

8.根据权利要求7所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述限位套靠近所述锚固段的一端向外延伸形成用于阻挡锚固剂流向所述套管的挡板。

9.根据权利要求8所述的自锚固式锚索，其特征在于，所述挡板为朝向所述前张拉段凸出的半圆弧形结构。

10.一种应用自锚固式锚索的煤柱护巷锚固方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种自锚固式锚索及应用其的煤柱护巷锚固方法，涉及锚固支护技术领域，包括：锚索本体以及袋装锚固剂，袋装锚固剂呈与安装孔内径相匹配的圆筒形，且袋装锚固剂套设在锚索本体的锚固段上，锚索本体的锚固段的外壁面上设置有若干个搅拌刺；本发明中待锚索本体的锚固段到达所需锚固的位置后，锚索本体进行转动，搅拌刺也随锚索本体进行转动，搅拌刺在转动过程中会与袋装锚固剂之间产生相对位移，在相对位移过程中实现对袋装锚固剂的豁开，袋装锚固剂内的锚固剂散漏出来实现锚索本体与钻孔之间的锚固，即利用锚索本体自身的转动即可完成锚固剂锚固，无需其他设备的参与，降低工艺的复杂程度，提高锚固效率。

技术研发人员：许兴亮,任晓玥,雷永超,田素川,李子涵,石灏,胡伟超,郭智龙,康涛,高文斌,杨笑坤,王珏
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