[发明专利]一种塑性卡阻式树脂锚固剂防坠尾翼及喷射锚固方法

说明书

本发明属于采矿业或者交通隧道行业的锚杆锚索支护领域，具体是一种塑性卡阻式树脂锚固剂防坠尾翼及喷射锚固方法。包括塑性翼片、细颈和薄壁圆筒，薄壁圆筒内设置树脂锚固剂，薄壁圆筒底部设置细颈，细颈的直径小于薄壁圆筒的直径，细颈将薄壁圆筒一端封闭，在细颈径向伸出若干个均匀分布的塑性翼片，塑性翼片一端连接在细颈上，另一端自由悬空，舒展状态时，塑性翼片悬空段内接圆直径大于钻孔直径。本发明设计了一种简单易安装与现有树脂锚固剂上的防坠尾翼，既不影响锚固剂插入钻孔内，又可以防止锚固剂从垂直钻孔内坠落,此外防坠尾翼在喷射软管中还能够增加喷射时压缩气体推动锚固剂的作用面积。

技术领域

本发明属于采矿业或者交通隧道行业的锚杆锚索支护领域，具体是一种塑性卡阻式树脂锚固剂防坠尾翼及喷射锚固方法。

背景技术

当前地下矿井或交通隧道巷道施工时，其锚护作业流程为：首先在巷道顶部打出符合长度和直径的钻孔；其次，施工人员一手将一根或若干根树脂锚固剂推入钻孔，另一手用锚杆顶住锚固剂尾部，防止其跌落；然后，施工人员慢慢用锚杆将树脂锚固剂推入到钻孔合适的深度；采用搅拌器将树脂锚固剂搅拌均匀；等待一定时间后，上托盘和紧固螺母。

现有施工方法存在以下问题：

1）施工人员位于无支护高瓦斯区域，锚固剂安装还需登高作业，危险系数大，劳动强度高，劳动效率低。

2）树脂锚固剂需要人工登高插入到钻孔内，当一个钻孔内安装多根锚固剂时，后续锚固剂需要顶住上一根锚固剂，一起推入。由于锚固剂偏软，随着单孔内插入锚固剂数量的增多，插入难度剧增。

3）安装树脂锚固剂后，为防止锚固剂跌落，必须马上插入锚杆，将该钻孔锚固。

4）现有树脂锚固剂很难用于无人工干预的全自动锚护作业流程中（人工不干预时，锚固剂会从钻孔内跌落）。

发明内容

本发明为了解决背景技术提到的问题，提供一种塑性卡阻式树脂锚固剂防坠尾翼及喷射锚固方法。

本发明采取以下技术方案：一种塑性卡阻式树脂锚固剂防坠尾翼，包括塑性翼片、细颈和薄壁圆筒，薄壁圆筒内设置树脂锚固剂，薄壁圆筒底部设置细颈，细颈的直径小于薄壁圆筒的直径，细颈将薄壁圆筒一端封闭，在细颈径向伸出若干个均匀分布的塑性翼片，塑性翼片一端连接在细颈上，另一端自由悬空，舒展状态时，塑性翼片悬空段内接圆直径大于钻孔直径。

喷射装置包括软管、摆臂、液压油管、喷嘴、框架和喷射仓，摆臂一端与框架铰接连接，摆臂和框架之间连接有摆动油缸，摆臂另一端与喷嘴固定，喷嘴与软管连接，喷嘴包括外套管和内喷管，外套管顶部和底部的侧面分别设有上腔油口和下腔油口，内喷管设置在外套管内，内喷管顶部设有排气孔，内喷管外侧设有卡环，外套管顶部设有可以卡住卡环的环形台，软管与喷射仓连接，喷射仓内设有塑性翼片导向槽，横向上塑性翼片导向槽的断面形状与塑性翼片的形状相同，塑性翼片导向槽槽体断面为矩形，纵向上塑性翼片导向槽前端的尺寸大于后端的尺寸，塑性翼片导向槽后端的尺寸与塑性翼片的尺寸一致，喷射仓底部设有推杆，喷射仓底部一侧设有进气嘴。

具体步骤如下，摆动油缸一端固定在框架上，另一端带动摆臂转动，摆臂与喷嘴固联，当摆动油缸收缩到极限位置时，喷嘴保证对准已经钻好的钻孔，通过液压油管中的液压油的作用实现喷嘴与钻孔的接触与分离，当完成喷射后摆动油缸带动喷嘴复位；下腔油口进油推动内喷管沿外套管向上移动与钻孔接触，当带防坠尾翼的树脂锚固剂在软管内喷射时，塑性翼片导向槽形状与弹力翼片相匹配，塑性翼片导向槽前端设有倾斜并逐渐加厚的导向段，保证在推杆将树脂锚固剂推到发射位时塑性翼片与塑性翼片导向槽相对应，排气孔将带防坠尾翼的树脂锚固剂前端的空气排入大气中，当带防坠尾翼的树脂锚固剂进入钻孔时，带防坠尾翼的树脂锚固剂前端的空气通过尾翼的间隙和排气孔排入大气中，当带防坠尾翼的树脂锚固剂喷入钻孔后，上腔油口进油推动内喷管沿外套管向下年移动与钻孔脱离接触。

喷嘴高压气的喷射时间t的计算由如下公式得到：