一种自锚固锚杆及其施工方法与流程

本发明涉及煤矿巷道支护，具体地，涉及一种自锚固锚杆及其施工方法。

背景技术：

1、锚杆支护技术由于支护速度快、效果显著、支护材料轻便而在煤矿巷道支护中广泛应用，井工煤矿巷道支护90%以上都采用锚杆支护，因此，锚杆支护的效率、可靠性和安全性直接影响了煤炭开采的效率与安全性。按照锚杆锚固原理的不同，可将锚杆支护技术分为机械锚固、黏结锚固和摩擦锚固三大类，以针对不同的应用场景，并研发出各类结构各异的锚杆。

2、相关技术中，在锚杆固定时，通过锚固剂与锚杆和巷道围岩的结合实现对锚杆的固定，以保证埋杆的锚固连接，但是此种施工方式较为依赖锚杆施工人员的经验，锚固力需要通过破坏性拉拔试验才能被测出，无法对锚杆的锚固力是否达到要求进行准确判断，存在锚杆未可靠锚固的安全隐患，且需等待锚固剂凝固以实现锚杆的锚固连接，支护作业整体周期较长。

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。

2、为此，本发明实施例提出一种自锚固锚杆，该自锚固锚杆无需锚固剂，能够直接安装在围岩内，操作便捷，安装效率高，并可对锚杆的锚固力是否达到要求进行准确判断，保证了锚杆的锚固可靠性。

3、本发明实施例还提出一种自锚固锚杆的施工方法。

4、本发明实施例的自锚固锚杆，包括：

5、锚固杆，所述锚固杆包括第一杆段和第二杆段，所述第一杆段用于插接装配于围岩的钻孔，所述第二杆段用于伸出围岩的钻孔；

6、第一固定组件，所述第一固定组件包括膨胀单元，所述膨胀单元套设于所述第一杆段且沿所述第一杆段的径向可形变，所述膨胀单元与所述第一杆段之间限制出可充填填充物的膨胀腔，所述膨胀单元用于顶撑于围岩的钻孔以锚固第一杆段；

7、第二固定组件，所述第二固定组件包括锚固板和锚固螺母，所述锚固板滑动穿设于所述第二杆段并用于抵压于围岩侧壁，所述锚固螺母螺纹连接于第二杆段并用于固定所述锚固板。

8、本发明实施例的自锚固锚杆无需锚固剂，能够直接安装在围岩内，操作便捷，安装效率高，并可对锚杆的锚固力进行准确判断，保证了锚杆的锚固可靠性。

9、在一些实施例中，所述锚固杆设有输送通道，所述输送通道包括连通设置的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段沿所述锚固杆轴向设于所述第一杆段和所述第二杆段，且所述第一孔段贯穿所述锚固杆的远离第一杆段的端面，所述第二孔段沿所述锚固杆的径向延伸且与所述膨胀腔连通。

10、在一些实施例中，所述第一孔段或第二孔段设有阀体，所述阀体用于防止所述膨胀腔内的填充物沿所述输送通道回流，和/或，所述第二孔段沿所述锚固杆的周向设有多个。

11、在一些实施例中，所述膨胀单元连接有输送管，所述输送管的另一端用于伸出围岩的钻孔。

12、在一些实施例中，所述膨胀单元包括膨胀部和设于所述膨胀部两端的连接部，所述第一固定组件包括固定件，所述固定件对应所述连接部设于所述第一杆段以用于固定且密封所述膨胀单元的两端。

13、在一些实施例中，所述膨胀部沿所述锚固杆轴向的长度尺寸不小于所述膨胀单元沿所述锚固杆轴向长度尺寸的三份之二，和/或，所述第一固定组件包括密封件，所述密封件对应所述连接部套设于所述第一杆段。

14、在一些实施例中，所述锚固板包括板体和顶撑部，所述顶撑部呈半球形且具有弹性，所述顶撑部的截面直径沿远离所述板体的方向减小，所述顶撑部上设有供所述锚固杆穿过的穿装孔。

15、在一些实施例中，所述第二固定组件包括锚固垫块，所述锚固垫块呈半球形，所述锚固垫块用于套设于所述第二杆段且设于所述锚固螺母和所述锚固板之间，所述锚固垫块的最小直径不大于所述穿装孔的直径。

16、在一些实施例中，所述第一固定组件设有多个，且多个所述第一固定组件在所述第一杆段上等间隔设置。

17、本发明实施例的自锚固锚杆的施工方法包括上述任一实施例的自锚固锚杆，所述施工方法包括以下步骤：

18、s1：在锚固杆上固定第一固定组件，并使膨胀单元保持未充填填充物状态；

19、s2：将第一杆段和第一固定组件插接到围岩的钻孔内，并向膨胀腔内充填填充物；

20、s3：通过向膨胀腔内泵送流体的泵送压力，确定膨胀单元的膨胀状态以及第一固定单元在钻孔内的锚固力；

21、s4：在第二杆段上安装锚固板和锚固螺母，完成预紧。

技术特征：

1.一种自锚固锚杆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述锚固杆设有输送通道，所述输送通道包括连通设置的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段沿所述锚固杆轴向设于所述第一杆段和所述第二杆段，且所述第一孔段贯穿所述锚固杆的远离第一杆段的端面，所述第二孔段沿所述锚固杆的径向延伸且与所述膨胀腔连通。

3.根据权利要求2所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述第一孔段或第二孔段设有阀体，所述阀体用于防止所述膨胀腔内的填充物沿所述输送通道回流，和/或，所述第二孔段沿所述锚固杆的周向设有多个。

4.根据权利要求1所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述膨胀单元连接有输送管，所述输送管的另一端用于伸出围岩的钻孔。

5.根据权利要求1所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述膨胀单元包括膨胀部和设于所述膨胀部两端的连接部，所述第一固定组件包括固定件，所述固定件对应所述连接部设于所述第一杆段以用于固定且密封所述膨胀单元的两端。

6.根据权利要求5所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述膨胀部沿所述锚固杆轴向的长度尺寸不小于所述膨胀单元沿所述锚固杆轴向长度尺寸的三份之二，和/或，所述第一固定组件包括密封件，所述密封件对应所述连接部套设于所述第一杆段。

7.根据权利要求1所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述锚固板包括板体和顶撑部，所述顶撑部呈半球形且具有弹性，所述顶撑部的截面直径沿远离所述板体的方向减小，所述顶撑部上设有供所述锚固杆穿过的穿装孔。

8.根据权利要求7所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述第二固定组件包括锚固垫块，所述锚固垫块呈半球形，所述锚固垫块用于套设于所述第二杆段且设于所述锚固螺母和所述锚固板之间，所述锚固垫块的最小直径不大于所述穿装孔的直径。

9.根据权利要求1所述的自锚固锚杆，其特征在于，所述第一固定组件设有多个，且多个所述第一固定组件在所述第一杆段上等间隔设置。

10.一种自锚固锚杆的施工方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的自锚固锚杆，所述施工方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种自锚固锚杆及其施工方法，涉及煤矿巷道支护技术领域。本发明的自锚固锚杆包括锚固杆、第一固定组件和第二固定组件，所述锚固杆包括用于装配于钻孔的第一杆段和用于伸出钻孔第二杆段，所述第一固定组件包括膨胀单元，所述膨胀单元套设于所述第一杆段，所述膨胀单元与第一杆段之间限制出可充填填充物且用于顶撑于围岩钻孔的膨胀腔，所述第二固定组件包括锚固板和锚固螺母，所述锚固板穿设于第二杆段并用于抵压于围岩侧壁，所述锚固螺母螺纹连接于第二杆段并用于固定锚固板。本发明的自锚固锚杆无需锚固剂，能够直接安装在围岩内，操作便捷，安装效率高，并可对锚杆的锚固力是否达到要求进行准确判断，保证了锚杆的锚固可靠性。

技术研发人员：罗超,康红普,姜鹏飞,王子越,刘义杰,任旺,陈志良,何宗科,王力全,王佳阔
受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17