[发明专利]一种多段锚固自动让压锚杆及锚固方法

说明书

本发明提供了一种多段锚固自动让压锚杆及锚固方法，涉及让压锚杆技术领域，锚杆包括杆体、托盘、锁具螺母、让压套筒、环状齿刀、环状橡胶圈和让压挡块；锚杆杆体上焊接有让压挡块，让压挡块和杆体之间的连接强度小于锚杆的抗拉强度；锚杆杆体上还设置有让压套筒，让压套筒上设置有环状橡胶圈和环状齿刀。利用该锚杆进行锚固时，首先在巷道围岩钻孔，孔径等于环状橡胶圈的外径；其次在锚杆杆体中部让压套筒上安装锚固剂，然后使用钻机带动杆体转动，最后设置锁具螺母和托盘，施加预紧力；锚固后锚杆实现多段自动让压。本发明解决了围岩局部变形导致的锚杆整体失效的技术问题，还具有适应性强，操作简单等优点。

技术领域

本发明涉及让压锚杆技术领域，尤其是一种多段锚固自动让压的锚杆，以及利用该锚杆锚固围岩的方法。

背景技术

随着大规模矿山开采及开采深度的增大，与浅部井巷工程相比，深部工程岩体处于高地压、高温、高岩溶水压和强烈开采扰动的复杂地质力学环境中。在深部巷道掘出后，围岩变形量大，变形特征复杂，控制难度大。浅部常用的端头锚固，在围岩强烈变形下，容易发生脱锚，锚杆被拔出；后采用全长锚固锚杆，通过全长锚固，增加锚杆锚固力，但由于全长锚固降低锚杆变形能量，无法适应围岩变形而导致锚杆被拉断。基于上述问题，中国专利(CN103758551B、CN103850696B)提出一种多段锚固锚杆来平衡锚固力与锚杆变形能力之间的矛盾。但是由于围岩变形为非均布，特别是顶板锚杆锚固区域内存在多岩层时，围岩变形多发生在局部区域，特别是节理面和层理面区域，围岩局部变形，导致锚杆应变超限，常规多段锚固在此情况下，难以避免锚杆被拉断或局部锚固失效导致锚杆整体锚固力降低继而导致锚杆全部锚固失效，常规多段锚固锚杆也无法适应深部复杂的围岩变形条件，因此需要对现有的让压锚杆及锚杆锚固的方法作进一步的改进。

发明内容

为解决锚杆锚固区域局部变形导致整体锚固失效的技术问题，本发明提供了一种多段锚固自动让压锚杆及锚固方法，具体技术方案如下。

一种多段锚固自动让压锚杆，包括杆体、托盘、锁具螺母、让压套筒、环状齿刀、环状橡胶圈和让压挡块；锚杆杆体上焊接有让压挡块，让压挡块和杆体之间的连接强度小于锚杆的抗拉强度；杆体上设置有让压套筒，环状齿刀和环状橡胶圈设置在让压套筒上。

优选的是，锚杆杆体上设置有多个让压套筒，让压套筒和让压挡块交替布置在锚杆杆体上，让压套筒之间布置有多个让压挡块。

优选的是，让压挡块和锚杆杆体之间的焊接强度小于锚杆杆体中部锚固剂的锚固强度；让压套筒与杆体之间通过焊接固定。

优选的是，杆体的端部锚固使用快速锚固剂，所述杆体中部锚固使用慢速锚固剂。

还优选的是，让压套筒与杆体之间的焊接强度小于锚杆杆体的抗拉强度，让压套筒与杆体之间的焊接强度小于锚杆中部锚固剂的锚固强度。

一种多段锚固自动让压锚杆及锚固方法，利用上述的一种多段锚固自动让压锚杆，步骤包括：

A.钻锚杆孔，锚杆孔的直径和环状橡胶圈的直径相等，锚杆孔的深度等于杆体的长度；

B.将中部锚固剂扎紧安装固定在让压套筒上，并将端部锚固剂送入锚杆钻孔内；

C.将杆体送至锚杆孔孔底，将锚杆外露端和锚杆钻机相连，钻机带动杆体旋转，端部的锚固剂先凝固形成端部锚固段，中间锚固剂后凝固形成中部锚固段；

D.安装托盘和锁具螺母，施加预紧力。

优选的是，多段锚固自动让压锚杆局部应力增大时，首先是杆体中部的让压套筒和杆体之间的焊接失效，让压套筒和锚杆孔壁仍保持有效锚固；杆体中部和让压套筒发生错动，直至被让压挡块阻挡，从而让压套筒继续保持对杆体的锚固；若局部应力继续增大，让压挡块和杆体之间的连接失效，杆体中部和让压套筒再次发生错动，直至被相邻的让压挡块阻挡，重复发生错动至围岩变形结束。