[发明专利]一种在破碎顶板中钻锚杆孔和锚杆锚固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在破碎顶板中钻锚杆孔和锚杆锚固方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，部分矿山巷道呈现出大变形、围岩松动圈范围大、巷道围岩破碎等特征，使巷道维护困难；另外，在极近距离煤层开采和分层开采中，其回采巷道顶板均较破碎，破碎围岩中采用锚杆支护常遇到钻孔塌孔和树脂锚固失效现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种既能避免钻孔塌孔，又能预防锚固失效现象发生的在破碎顶板中钻锚杆孔和锚杆锚固方法。

本发明采用的技术方案是：一种在破碎顶板中钻锚杆孔和锚杆锚固方法，包括如下步骤： 

1）组装钻杆：根据破碎围岩锚杆支护参数确定钻孔深度和锚杆长度，当钻孔深度小于一根钻杆的长度时，将两根中空的管状结构的钻杆的螺纹端通过连接套连接；当钻孔深度大于一根钻杆的长度时，在两钻杆的螺纹端之间通过连接套连接一连接杆；所述的连接杆由一根连接杆组成，或由多根连接杆通过连接套连接组成，所述的连接杆呈中空的管状结构；

2）钻孔：将一钻杆方形内扣的一端与钻头套接；另一钻杆方形内扣的一端连接钻机，钻孔；

3）放置水泥药卷：钻孔完毕后，卸下钻机和与钻机连接的钻杆，然后将浸泡好的水泥药卷塞入与钻头套接的钻杆的中心孔中，再用锚杆顶着已塞入的水泥药卷一起沿钻杆的中心孔送向中心孔的孔底；

4）锚固：当水泥药卷放置到位后，用钻机将锚杆顶入水泥药卷中，然后缓慢退出与钻头套接的钻杆，等待20~30分钟，在锚杆伸出围岩的一端安装拱形垫板和球形螺母，并旋紧球形螺母。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明的钻杆和连接杆为中空的管状结构，具有钻孔护壁和内孔装填水泥药卷和锚杆功能；钻孔后，由于有中空钻杆和连接杆护孔，保证了装填水泥药卷和锚杆锚固顺利，避免了锚杆锚固前塌孔。2.本发明的钻杆与钻头采取套接方式连接，当往钻孔中塞入水泥药卷和锚杆杆体后，钻头可以与钻杆自动脱接，便于中空钻杆退出。3.本发明锚杆压入水泥药卷锚固方式，增加了锚杆与水泥药卷锚固剂在钻孔空间的紧密性，使锚固剂与围岩接触严密，并填补孔壁周边裂隙，提高了破碎围岩的锚杆锚固力，避免树脂锚固剂中的液性胶结物从孔壁裂隙流失而引起锚固失效问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、围岩，2、钻头，3、钻杆，4、连接套，5连接杆，51 连杆，6、水泥药卷，7、锚杆，8、拱形托板，9、球形螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明包括如下步骤： 

1）组装钻杆：根据破碎围岩1锚杆支护参数确定钻孔深度和锚杆长度；当钻孔深度小于一根钻杆3的长度时，将两根中空的管状结构的钻杆3的螺纹端通过连接套4连接；当钻孔深度大于一根钻杆3的长度时，在两钻杆3的螺纹端之间通过连接套4连接一根连接杆5；所述的连接杆5由一根连接杆51组成，或由多根连接杆51通过连接套4连接组成，所述的连接杆51呈中空的管状结构。

2）钻孔：将钻杆3方形内扣的一端与钻头2套接；另一钻杆3方形内扣的一端连接钻机，钻孔。

3）放置水泥药卷6：钻孔完毕后，卸下钻机和与钻机连接的钻杆，然后将浸泡好的水泥药卷6塞入与钻头2套接的钻杆的中心孔中，再用锚杆7顶着已塞入的水泥药卷6一起沿钻杆3的中心孔送向中心孔的孔底。

4）锚固：当水泥药卷6放置到位后，用钻机将锚杆7顶入水泥药卷6中，然后缓慢退出与钻头2套接的钻杆3及连接杆5；等待20~30分钟，在锚杆7伸出围岩1的一端安装拱形垫板8和球形螺母9，并旋紧球形螺母9提供30~50kN的预紧力。

每根钻杆3和连杆51均为1.0m长；钻杆3和连杆51的内径均为28mm。钻孔后，由于有中空的钻杆3和连接杆5护孔，避免了锚杆7锚固前塌孔及因钻孔塌孔引起水泥药卷6和锚杆7无法送入孔内。同时，由于钻杆3与钻头2套接，当往钻杆3的中心孔中塞入水泥药卷6和锚杆7后，钻头2可以与钻杆3自动脱接，便于与钻头2连接的钻杆3的退出。若锚杆7采用中空锚杆，后期还可以往破碎围岩1内注浆，封堵裂隙。本发明使用的锚杆7为高强螺纹钢锚杆或中空注浆锚杆，水泥药卷6作锚杆7的锚固剂，可避免树脂锚固剂中的液性胶结物从孔壁裂隙流失而引起锚固失效。