[发明专利]一种用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置及施工方法，加固装置包括注浆锚杆、固定式止浆塞、可移式止浆塞、自动伸长式堵孔装置；所述的注浆锚杆中部、前部侧壁上设有局部注浆孔，注浆锚杆表面设有螺纹；注浆锚杆中部局部注浆孔处外表面上设有固定式止浆塞、可移式止浆塞、自动伸长式堵孔装置，可移式止浆塞与自动伸长式堵孔装置连接，可移式止浆塞与固定式止浆塞相对设置；所述的自动伸长式堵孔装置能够预设压力，当注浆压力达到预设压力时能够沿锚杆轴线自动伸长。本发明能根据围岩破碎情况进行自动调整控制注浆范围，对破碎围岩支护效果好、注浆量少，能大大减少注浆成本，保证破碎围岩巷道长期稳定。

技术领域

本发明属于煤矿巷道工程变形巷道围岩控制技术领域，特别是涉及一种用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置及施工方法。

背景技术

近年来，由于地壳浅部煤层赋存条件较好的矿产资源的逐渐减少，必然使得人类着眼于赋存条件较为复杂的煤层矿产开采，这类煤层开采往往面临高地应力、大构造带、高瓦斯压力等极为棘手的综合性难题。复杂条件下破碎煤岩体巷道的掘进与维护由于其特殊性原因（近距离上下煤层开采、再生顶板破碎、保留煤柱留设较小等）普遍存在围岩稳定性差、支护难度大、安全性差等问题。锚杆、锚索是一种主动支护形式，但其锚固的岩体为一些极为破碎或松散的岩体，围岩的可锚性较差。常常表现在支护后，围岩与锚杆共同变形或者滑移，支护效果不明显，在支护后的一段时间内必须通过返修扩帮、拉底等作业才能满足进一步的生产要求。此外，由于围岩破碎，锚固在巷道围岩壁上的锚杆托盘和螺母受力之后，常常也会陷入破碎岩体中，导致锚杆发生扭曲，受力不均，因此，当煤矿井下在此类破碎煤岩体中开掘巷道时就放弃了锚杆作为主动支护。

遇到此类破碎煤岩体巷道时，煤矿井下使用更多考虑的支护方式还是以金属支架作为被动支护为主，然而，使用金属支架等被动支护方式，仅依靠支护本身的强度，很难承受高地应力和蠕变的作用，在受到各种应力扰动后，如“网兜”等非常明显的变形现象在巷道内随处可见，难以满足支护和生产要求。为了寻求更好的支护方式，有些煤矿遇到此类破碎巷道尝试了中空全长注浆锚杆和金属支架支护，支护效果得到了改善，但是从经济效益问题和支护效果来看，利用这种支护方式，无法控制注浆范围，注浆非常量大，施工成本和劳动强度都会相应地加大。而在实际生产时，往往不需要进行全长注浆支护，即控制局部阶段式注浆范围的支护方式效果显著。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能根据围岩破碎情况进行自动调整控制注浆范围，对破碎围岩支护效果好、注浆量和生产成本低的用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置及施工方法，它能够充分发挥注浆锚杆和U型钢支架的主动和被动支护作用，达到“内外”耦合对破碎围岩共同支护，保证支护结构和破碎围岩长期稳定。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置，包括注浆锚杆、固定式止浆塞、可移式止浆塞、自动伸长式堵孔装置；所述的注浆锚杆中部、前部侧壁上设有局部注浆孔，注浆锚杆表面设有螺纹；注浆锚杆中部局部注浆孔处外表面上设有固定式止浆塞、可移式止浆塞、自动伸长式堵孔装置，可移式止浆塞与自动伸长式堵孔装置连接，可移式止浆塞与固定式止浆塞相对设置；所述的自动伸长式堵孔装置能够预设压力，当注浆压力达到预设压力时能够沿锚杆轴线自动伸长。

上述的用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置中，还包括U型钢支架、托盘、螺母及锚杆端部堵浆塞，所述的U型钢支架、托盘、螺母及锚杆端部堵浆塞设置在注浆锚杆的尾端，托盘位于U型钢支架和螺母之间，锚杆端部堵浆塞堵住注浆锚杆的尾端的锚杆孔，螺母靠近锚杆端部堵浆塞设置。

上述的用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置中，所述的可移式止浆塞包括连接套筒及弹性阻浆装置；所述的弹性阻浆装置为中空的锥台形结构，其小端与连接套筒连接；连接套筒内孔内设有螺纹；可移式止浆塞的连接套筒与注浆锚杆螺接，弹性阻浆装置朝后设置。

上述的用于破碎围岩巷道的可控注浆加固装置中，还包括锚网，所述的锚网置于U型钢支架与巷道表面之间。