一種對拉式大變形注漿錨桿的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種對拉式大變形注漿錨桿，它是在中間拉桿上間隔套有兩個橡膠止漿閥，在其中一個橡膠止漿閥上設有注漿孔；在中間拉桿兩端對稱連接有結構相同的大變形裝置以及配套的托盤、螺母；所述的大變形裝置包括一端為帶通孔的封底、另一端為開口端套筒，高強壓縮彈簧，緊固螺栓和連接件；開口端與連接件、以及連接件與中間拉桿均是螺紋連接；在套筒內裝有高強壓縮彈簧，緊固螺栓穿過高強壓縮彈簧后螺紋頭從套筒封底的通孔中露出；利用這種錨桿支護時對小煤柱形成中間注漿、兩端預緊的支護方式，既適應了煤柱的大變形，又保證了煤柱的安全穩定。
【專利說明】
一種對拉式大變形注楽錨桿
技術領域
[0001]本實用新型涉及煤礦回采巷道支護技術，尤其涉及沿空掘巷小煤柱支護技術。
【背景技術】
[0002]在煤炭開采過程中，沿空掘巷具有良好的技術優勢和經濟效益，既有效緩解了礦井工作面接替緊張又顯著提高了煤炭資源回采率，對煤礦實現安全、高效現代化開采具有重要意義。然而受上覆巖層結構演化及采動強烈擾動影響，沿空掘巷小煤柱破壞嚴重、變形大、穩定性差，隨著巷道服務時間增加煤體承載性能逐漸降低，其支護難題包括:①小煤柱橫向變形量大，片幫時有發生;②小煤柱塑性區范圍大，內部破壞嚴重;③普通錨桿支護體長度短，支護范圍小、容易出現桿體破斷失效。
[0003]針對目前沿空掘巷小煤柱支護問題，國內學者實用新型了不同種類的支護方法，由于小煤柱寬度約為3?6m，大部分采用錨桿、錨索聯合支護，如中國專利申請CNl 04533482A公開的一種提高沿空掘巷小煤柱穩定性的加固方法、中國專利申請CN103244122B公開的沿空掘巷煤柱穩定性三位一體耦合支護控制方法;或者只采用錨索支護，如中國專利申請CN103899342A公開的沿空掘巷煤柱錨索對穿加固方法。然而這些支護方法都沒有考慮到沿空掘巷小煤柱的大變形特征，使得支護體系與煤柱變形不協調，導致支護結構破斷失效，煤柱最終發生整體破壞，因此沿空掘巷小煤柱支護裝置及方法亟需改進和發展。
【實用新型內容】
[0004]為克服現有注漿錨桿對沿空掘巷小煤柱進行支護時存在的不足，本實用新型提供一種對拉式大變形注漿錨桿。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采取的技術方案是:
[0006]—種對拉式大變形注漿錨桿，其特征在于，它包括一根中間拉桿，在中間拉桿上間隔套有兩個橡膠止漿閥，在其中一個橡膠止漿閥上設有注漿孔;在中間拉桿兩端對稱連接有結構相同的大變形裝置以及配套的托盤、螺母;其中:所述的大變形裝置包括套筒、高強壓縮彈簧、緊固螺栓和連接件;所述的套筒一端為帶通孔的封底、另一端為開口端，開口端通過內螺紋擰在連接件的外螺紋上，連接件的另一端通過內螺紋擰在中間拉桿端部的外螺紋上;在套筒內裝有高強壓縮彈簧，緊固螺栓穿過高強壓縮彈簧后螺紋頭從套筒封底的通孔中露出，使用時在露出端套上托盤和螺母。
[0007]利用本實用新型的對拉式大變形注漿錨桿對沿空掘巷小煤柱進行支護的方法，包括以下步驟:
[0008]第一步、當在煤層中掘進出上區段下順槽后，在預留小煤柱的煤壁上打鉆孔，鉆孔深度為預留小煤柱的寬度值，鉆孔的排間距按照設計要求布置；
[0009]第二步、鉆孔后，將對拉式錨桿逐步裝入鉆孔中，且使設有注漿孔的橡膠止漿閥靠近孔口，保證兩個橡膠止漿閥間隔一定的間距；
[0010]第三步、將注漿管從鉆孔中插入到橡膠止漿閥的注漿孔中，通過注漿裝置對兩個橡膠止漿閥之間區域進行注漿，形成沿空小煤柱的中間注漿區；
[0011]第四步、待漿液凝固后，在孔口端的緊固螺栓的螺紋頭上安裝托盤和螺母，擰緊螺母，此時孔口端套筒內高強彈簧被壓縮一定長度，直至達到預緊力設計要求，從而使預留小煤柱的上區段下順槽一側的煤壁得到緊固；
[0012]第五步、待下區段上順槽掘進完成后，處在孔底端的大變形裝置的緊固螺栓端部從煤壁上露出，露出后在緊固螺栓的螺紋頭上安裝托盤和螺母，擰緊螺母施加預緊力，對小煤柱另一側的煤壁進行緊固，從而使小煤柱形成了“中間注漿、兩端預緊”的可適應大變形的煤柱體。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]本實用新型解決了利用錨桿支護沿空掘巷小煤柱的技術難題，提出了“中間注漿、兩端預緊”的對拉式錨桿支護方法，實現了一次錨固、兩次安裝的支護技術，錨桿對拉支護體系與煤柱大變形協調作用，彌補了現有錨桿支護范圍小、受采動影響易破斷失效的缺點，同時錨桿中間注漿區大大提高了小煤柱核心部位的承載強度，減小了橫向變形量，在高強壓縮彈簧的作用下緊固螺栓可以適當拉出，為下區段上順槽的錨固施工帶來便利，操作簡單，實用性強，本實用新型的錨桿支護裝置及方法既適應了煤柱的大變形，又保證了煤柱的安全穩定，具有較強的推廣與應用價值。
【附圖說明】
[0015]圖1為對拉式大變形注漿錨桿構造示意圖；
[0016]圖2為對拉式大變形注漿錨桿的套筒構造示意圖；
[0017]圖3為對拉式大變形注漿錨桿的連接件構造示意圖；
[0018]圖4-圖7為利用對拉式大變形注漿錨桿對沿空掘巷小煤柱進行支護的方法步驟示意圖。
[0019]圖中，1-煤層，2-上區段下順槽，3-鉆孔，4-對拉式錨桿，5-下區段上順槽，6-注漿管，7-水泥漿液，8-小煤柱體，9-螺母，10-托盤，11-注漿孔，12-緊固螺栓，13-套筒，14-連接件，15-中間拉桿，16-高強壓縮彈簧，17-橡膠止漿閥，18-通孔，a-預留小煤柱寬度值。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，一種用于沿空掘巷小煤柱的對拉式大變形注漿錨桿，它由中間拉桿15、套在中間拉桿15上的兩個橡膠止漿閥17、對稱連接在中間拉桿15兩端的大變形裝置、以及配套的螺母9和托盤10組成；
[0021]所述的大變形裝置包括套筒13、高強壓縮彈簧16、緊固螺栓12和連接件14;如圖2所示，上述的套筒13底端設有帶通孔18的封底，開口端設有內螺紋;如圖3所示，上述的連接件14 一端設有與套筒13開口端連接的外螺紋，另一端設有與中間拉桿15連接的內螺紋;上述的高強壓縮彈簧16裝入套筒13內，再將緊固螺栓12裝入高強壓縮彈簧16中，使緊固螺栓12的螺紋頭從套筒封底的通孔18中露出，然后將連接件14螺紋連接在套筒13開口端;上述的橡膠止漿閥17在中間拉桿15上相隔一定間距，在其中一個橡膠止漿閥17上設有注漿孔
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[0022]利用對拉式大變形注漿錨桿對沿空掘巷小煤柱進行支護的方法，包括以下步驟:
[0023]第一步、當在煤層I中掘進出上區段下順槽2后，在預留小煤柱的煤壁上打鉆孔3，鉆孔3深度為預留小煤柱的寬度a值;鉆孔3的排間距按照設計要求布置;如圖4所示；
[0024]第二步、鉆孔后，將對拉式錨桿4裝入鉆孔3中，且使設有注漿孔11的那個橡膠止漿閥17靠近孔口，保證兩個橡膠止漿閥一定的間距，如圖5所示；
[0025]第三步、將注漿管6從鉆孔3中插入到橡膠止漿閥17的注漿孔11中，通過注漿裝置對兩個橡膠止漿閥17之間區域進行注入水泥漿液7，形成沿空小煤柱的中間注漿區，如圖6所示；
[0026]第四步、待水泥漿液7凝固后，在孔口端的緊固螺栓12的螺紋頭上安裝托盤10和螺母9，擰緊螺母9，此時孔口端的套筒13內高強彈簧16被壓縮一定長度，直至達到預緊力設計要求，從而使預留小煤柱的上區段下順槽2—側的煤壁得到緊固；
[0027]第五步、待下區段上順槽5掘進完成后，處在孔底端的大變形裝置的緊固螺栓12端部從煤壁上露出，露出后在螺紋頭上安裝托盤10和螺母9，擰緊螺母9施加預緊力，對小煤柱另一側的煤壁進行緊固，從而使小煤柱形成了“中間注漿、兩端預緊”的可適應大變形的煤柱體8，如圖7所示。
【主權項】
1.一種對拉式大變形注漿錨桿，其特征在于，它包括一根中間拉桿，在中間拉桿上間隔套有兩個橡膠止漿閥，在其中一個橡膠止漿閥上設有注漿孔;在中間拉桿兩端對稱連接有結構相同的大變形裝置以及配套的托盤、螺母;其中:所述的大變形裝置包括套筒、高強壓縮彈簧、緊固螺栓和連接件;所述的套筒一端為帶通孔的封底、另一端為開口端，開口端通過內螺紋擰在連接件的外螺紋上，連接件的另一端通過內螺紋擰在中間拉桿端部的外螺紋上;在套筒內裝有高強壓縮彈簧，緊固螺栓穿過高強壓縮彈簧后螺紋頭從套筒封底的通孔中露出，使用時在露出端套上托盤和螺母。
【文檔編號】E21D20/02GK205422772SQ201620197887
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月15日
【發明人】張玉寶, 張連生, 趙同彬, 蘇航
【申請人】山東科技大學