[发明专利]具有辅助破碎封装薄膜功能的树脂锚固药卷及安装方法

说明书

一种具有辅助破碎封装薄膜功能的树脂锚固药卷及安装方法，药卷：催化剂药卷体和树脂胶泥药卷体相互卷曲形成双组分包装药卷，且首端之间和尾端之间通过两个紧固卡扣卡固，附加层由涂覆在树脂胶泥药卷体的内侧表面的胶体和通过所述胶体黏附于树脂胶泥药卷体的内侧表面若干个钢粒组成。方法：预制钻孔、添加预制药卷、获取钻机作业过程中转速、推进速度和旋转时间；利用计算机确定出保证相对较快推进速度下的转速，并确定常量a和调整系数k；制作符合工况的药卷；进行实际安装作业。该药卷和方法可以显著提高聚酯薄膜的破碎程度，并能增强锚固力；该方法可以有效增加锚固剂的力学性能，能有效消除传统的裹覆效应。

技术领域

本发明属于煤矿巷道锚固支护技术领域，具体涉及一种具有辅助破碎封装薄膜功能的树脂锚固药卷及方法。

背景技术

矿用树脂锚固剂是一种双组份黏结材料，并由聚酯薄膜分隔为两室。在现场应用时，将树脂锚固剂塞入预先钻设好的钻孔中，再插入锚杆，而后锚杆在锚杆钻机的带动下高速旋转，将聚酯薄膜搅碎，使双组份黏结材料混合产生化学反应，最终将锚杆和钻孔紧密黏结为一体产生支护效应。不同于传统的水泥药卷或者灌浆法，矿用树脂锚固剂最快可以在半分钟内凝固并紧密黏结锚杆和钻孔内壁，因此可以在短时间内迅速产生支护效应。这一特性使其在应用于煤矿巷道和软岩工程时尤其具有优越性。

在上述过程中，聚酯薄膜的破碎度对最终锚固效果的好坏起着至关重要的作用。聚酯薄膜的破碎度高低与锚杆转速、锚杆推进力、锚杆触底后的旋转持续时间有着紧密的关联。锚杆的转速越高、推进力越小(推进速度慢)、锚杆触底后的旋转持续时间越长，则聚酯薄膜的破碎程度就越高。

然而，这些理想的情形在煤矿实际锚固工程中却很难做到，其主要原因如下：第一，煤巷锚固要求及时支护，所采用的锚固剂在钻孔最底部的一定是快速锚固剂，最快能在不到一分钟内完全凝固，在如此短的时间内是无法实现长时间的触底旋转，同时，采用较慢的推进速度也是非常不现实的。第二，矿用锚杆外形无锋利边角，因而无法完全破碎聚酯薄膜。这一现象在煤巷锚固中尤为常见，煤巷钻孔往往会发生局部塌孔导致钻孔直径扩大的现象，进而使锚杆无法有效接触聚酯薄膜并将其搅拌破碎。由于矿用锚杆多为左旋无纵筋螺纹式钢锚杆，仅有边缘相对圆润的横肋在锚杆旋转的时候充当刀刃效应，由于这些横肋没有尖锐的几何外形，因而无法有效的撕裂聚酯薄膜，反而使聚酯薄膜大范围裹覆在杆体上并随着杆体一起旋转。第三，锚杆钻机功率的限制，锚杆钻机的额定功率决定了在转速和推进力之间的矛盾性，转速越大，推进力则越小，这导致在加长锚固和全长锚固的应用中经常发生锚杆尚未完全钻进锚固剂就已经凝固的现象，进而会导致钻孔的报废。综上可知，必须在保证有效转速的前提下，最大程度的破碎聚酯薄膜，还需要有足够的推进力，这样才能在锚固剂的两组分充分反应时就将锚杆送入钻孔底部。但是无论是从钻进性能改进方面，还是从改进锚固剂封装方式的层面上，都无法提出一个有效的解决方案。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有辅助破碎封装薄膜功能的树脂锚固药卷，该药卷可以显著提高聚酯薄膜的破碎程度，并能增强锚固力；该方法可以有效增加锚固剂的力学性能，能有效消除传统的裹覆效应。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有辅助破碎封装薄膜功能的树脂锚固药卷，包括催化剂药卷体、树脂胶泥药卷体和附加层，所述催化剂药卷体由催化剂封装薄膜和封装在催化剂封装薄膜内部中的催化剂组成，所述树脂胶泥药卷体由树脂胶泥封装薄膜和封装在树脂胶泥封装薄膜内部中的树脂胶泥组成，所述催化剂药卷体和树脂胶泥药卷体相互卷曲形成双组分包装药卷，且首端之间和尾端之间通过两个紧固卡扣卡固；

所述附加层由涂覆在树脂胶泥药卷体的内侧表面的胶体和通过所述胶体黏附于树脂胶泥药卷体的内侧表面若干个钢粒组成。

进一步，为了有效的提高破碎能力，所述若干个钢粒从筒形容纳腔体的首端到尾端的填充密度按照反比函数关系进行布置，其中，D为树脂胶泥中钢粒密度，k为调整系数，L为锚固剂长度，a为大于1的常量，v₁为锚杆钻机转速，v₂为锚杆钻机推进速度。