[实用新型]一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程支护用锚杆，尤其是一种适用于弱胶结软岩的支护用锚杆。

背景技术

目前，随着国内地矿资源开采的不断扩大，矿井建设中遇到的地质问题也日益复杂。地质软岩支护问题也层出不穷，尤其是岩石泥质含量较高，胶结差，节理裂隙不发育，遇水软化的问题。

经生产实践验证，普通注浆锚杆无法实现预期的锚固力，很有必要提供一种新的适用于这种地质软岩的锚杆。

实用新型内容

本实用新型的任务在于解决现有技术中弱胶结软岩支护用锚杆存在的技术缺陷，提供一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆。

其技术解决方案是：

一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体、一个圆锥口整体型托盘和一个由塑料制成的管塞；托盘套置在中空锚杆杆体的自由端上，一螺母旋紧在中空锚杆杆体的自由端上，螺母位于托盘的外侧，顶压在托盘上；中空锚杆杆体内端口处的锚头上设置有至少两条沿杆体长度方向延伸一段的预留缝，所有预留缝在锚头的圆周向上均衡分布，在内端口处的锚头外表面上设置有环向倒锯齿带，管塞安置在内端口中，管塞设置有用于插入雷管的圆柱形中心孔，在雷管插入圆柱形中心孔时，雷管的炮线可沿中空锚杆杆体的管腔引出。

上述中空锚杆杆体内端口在受到爆破冲击后能产生永久形变及辐射状的瓣片。

上述瓣片围成一个扩腔区，在扩腔区内充填砂浆后形成一个近似于球体的锚固头。

上述预留缝有四条，瓣片为四片。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型针对弱胶结地质软岩，通过爆破扩孔，利用爆破的冲击力，使得孔底处软岩产生空腔，同时使得腔壁成为压密区，随即在锚杆内注入砂浆，形成一个近似于球体的扩大端锚固头，以提升锚固力，特别适用于弱胶结地质软岩的支护。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作更进一步的说明：

图1为本实用新型一种实施方式的结构原理示意图。

图2为图1方式的局部结构原理示意图。

图3为图2方式的剖示结构原理示意图。

图4示出了本实用新型的锚固头演化进程。

具体实施方式

结合图1、图2、图3与图4，一种采用爆破扩孔工艺的中空注浆锚杆，包括一根带有外螺纹的中空锚杆杆体1、一个圆锥口整体型托盘2和一个由塑料制成的管塞3。上述托盘2套置在中空锚杆杆体的自由端上，螺母4旋紧在中空锚杆杆体的自由端上，螺母位于托盘的外侧，顶压在托盘上。上述中空锚杆杆体内端口处的锚头上设置有至少两条沿杆体长度方向延伸一段的预留缝5，所有预留缝在锚头的圆周向上均衡分布，在内端口处的锚头外表面上设置有环向倒锯齿带6，管塞安置在内端口中，管塞设置有用于插入雷管的圆柱形中心孔，在雷管7插入圆柱形中心孔时，雷管的炮线8可沿中空锚杆杆体的管腔11引出。上述中空锚杆杆体内端口在受到爆破冲击后能产生永久形变及辐射状的瓣片9；上述瓣片可围成一个扩腔区，在扩腔区内充填砂浆后形成一个近似于球体的锚固头10。优选地，上述预留缝可有四条，形成瓣片为四片。

本实用新型的应用方法及原理大致是：

1、将雷管插入塞子预留孔内，雷管炮线于锚杆中空管内引出。爆破的装药量最好能根据地质软岩的性质来计算。在锚杆孔12装入药包后，要用少量黏土、沙或土沙混合材料堵塞，堵塞长度不超过药包高度的0.8～1.2倍，以便让爆轰气体产物连同堵塞物与扩壶后的岩石碎屑一起冲出锚杆孔口。

2、向锚杆孔内安装中空锚杆杆体，杆体内端口距孔底距离为2～3厘米。

3、利用托盘、螺母固定好中空锚杆杆体的自由端。然后可以引爆，确保引爆成功后，检查扩腔。

4、锚杆端部扩腔后，使用砂浆注孔器沿锚杆中空腔将砂浆送至扩腔内，使得其在端部富含水的泥岩空腔内形成球体大的锚固头。

5、再次拧紧螺母，固定锚杆。

原理如下：

（1）对软弱岩石，则被压缩成空腔，空腔表面形成坚硬的压实层，称为压缩区。而对软岩石的破坏，则爆生气体的膨胀作用是主要的，产生功效应。遇水软化的泥岩在封闭条件下爆扩时，围岩因受压破坏使孔隙缩小而形成空腔，是冲击压缩作用的结果，因此腔体大小与装药量和岩石性质(如内聚力、纵波波速、孔隙率等)有关。因此需根据地质特性确定药量的大小。

（2）锚杆端部改良切割预留缝成四瓣，宜采用从端口向内延伸的药量递减的方法，达到预期的发散式，从而防止爆破时导致杆端因爆破力剪断。