一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，尤其适用于控制急倾斜煤层巷道非对称变形破坏的巷道围岩控制领域。将锚环套与锚爪套布置在注浆锚索出浆口两侧，形成固定长度的封闭钻孔空间，通过调整出浆口与锚环套、锚爪套的位置完成特定围岩裂隙区域的精准注浆加固。围岩裂隙区域的精准注浆提高围岩完整性、增强锚固结构承载性能的同时，注浆锚索仍保留有一定长度的自由段存在，保留注浆锚索的缓冲让压特性。该定长锚固装置结构简单、操作方便、成本低廉，辅以非均质协调控制方法，即依据巷道围岩变形破坏程度差异化设计支护参数用以控制非对称变形破坏的方法，对急倾斜煤层巷道围岩裂隙区域进行精准注浆加固，可实现急倾斜煤层巷道非对称变形破坏的有效控制。对称变形破坏的有效控制。对称变形破坏的有效控制。
【技术实现步骤摘要】
一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索
[0001]本技术涉及一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，尤其适用于控制急倾斜煤层巷道非对称变形破坏的巷道围岩控制领域。
技术介绍
[0002]煤层倾角超过45
°
以上的煤层是国际公认的难采煤层。由于急倾斜煤层巷道顶板、巷帮与底板所处围岩应力与岩性分布有所差别，造成巷道变形与破坏也有明显差别，呈非对称变形破坏的特征，一般的控制技术在该条件下适应性较差，控制效果不佳。
[0003]专利CN103291334B提出了一种用于急倾斜煤层的柔性支护装置，其本质是用于急倾斜巷道的液压可缩支架，属于被动防护控制，这种支护成本较高，效率低下，且工人劳动强度极大；专利CN109372559A技术了一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法，采取U型钢支架开孔，锚索与U型钢支架固定连接，属于主被动联合控制技术，这种控制方法可有效控制巷道的变形，同样面临支护工艺复杂，效率低下的问题，并且没有解决非对称变形破坏的问题；专利CN103899333B提出了一种急倾斜煤层巷道的支护方法，即在底板支护后采取回填处理，巷道偏压侧锚杆支护做加密处理，有效控制了底板的变形。
[0004]值得说明的是，急倾斜煤层巷道围岩变形和破坏具有非对称性，围岩内部裂隙扩展、离层发育以及重力沿层理方向作用力增大易引起岩体沿层面滑移，使得急倾斜煤层巷道围岩完整性难以保证，垮冒风险加剧。棚式支护属于“护表”，不能主动加固围岩，只起外在支撑作用；端锚与加长锚，能抑制离层裂隙进一步发育，但对支护前已发育的离层裂隙束手无策；全长锚注既能抑制离层裂隙进一步发育，又能修补离层裂隙提高围岩完整性，但其存在封孔工艺复杂、易跑、漏浆等问题，且全长锚注后，锚杆索不再存在自由段，剥夺了主动支护的协调变形让压能力。
技术实现思路
[0005]技术问题：本技术的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单、操作方便、成本低廉的一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索。
[0006]技术方案：为实现上述技术目的，本技术的一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，包括注浆锚索杆体，注浆锚索杆体的尾部设有托盘和锁具，注浆锚索杆体上对应需要注浆处开有出浆口，出浆口的前后端在注浆锚索杆体上设有注浆防漏装置，所述注浆防漏装置包括设置在出浆口前端的锚环套以及设置在出浆口后端的锚爪套，锚环套与锚爪套形成固定长度的封闭钻孔空间，即封孔段，注浆锚索杆体内设有与注浆孔连通的进浆管，进浆管的尾端设有封口螺母；
[0007]所述的锚环套包括分体锥形锚环、内锥形环套及缠绕钢丝，分体锥形锚环为上下两半拼合而成，所述的分体锥形锚环外圆锥面与内锥形环套内圆锥面相贴合，分体锥形锚环由对称两个构件构成，分体锥形锚环在内锥形环套的前端设有内凹槽，内凹槽内设有缠绕钢丝从而固定两个构件，安装时内锥形环套的大环侧朝向托盘设置在注浆锚索杆体上。
[0008]所述的锚环套的分体锥形锚环大环外径为27～29mm，分体锥形锚环小环外径为20～22mm，分体锥形锚环长度为18～22mm，所述的锚环套的内凹槽槽深2～3mm，内凹槽截面为圆弧形。
[0009]所述的分体锥形锚环内环设置锯齿状螺纹，锯齿状螺纹外径为19～21mm，锯齿状螺纹内径为18～20mm，所述的锯齿状螺纹内径与外径之间的孔隙填充环氧树脂软胶。
[0010]所述的内锥形环套直径为28～30mm，内锥形环套的橡胶套截面为椭圆形，橡胶套与锥形环为胶粘结。
[0011]所述的锚爪套包括四根弧形钢丝、喇叭状橡胶套和环形钢套，其中四根弧形钢丝围绕环形钢套设置，喇叭状橡胶套套在四根弧形钢丝上形成喇叭口结构，所述的弧形钢丝强度为1500～1860MPa并具有弹性，所述的喇叭状橡胶套最大直径为30～32mm，长度为30～40mm，安装时锚爪套橡胶套侧朝向托盘设置。
[0012]所述的锚爪套的环形钢套包括胶粘一起的钢圆环和橡胶圆环，所述的弧形钢丝和喇叭状橡胶套共同固定于钢圆环和橡胶圆环之间。
[0013]锚环套和锚爪套之间为注浆段，注浆段长度为500～2500mm，所述的注浆锚索直径为20～26mm。
[0014]有益效果：本技术能够克服注浆锚索全长锚固缓冲让压性能较弱的弊端，实现围岩裂隙区域的精准注浆，提高围岩完整性、增强锚固结构承载性能，辅以非均质协调控制方法，可实现急倾斜煤层巷道非对称变形破坏的有效控制。
[0015]具有如下优点：
[0016]1)实现精准注浆：通过钻孔窥视探测确定围岩裂隙区域，利用本技术中锚环套、锚爪套封闭该围岩裂隙区域钻孔空间，并通过滞后注浆实现精准封闭加固，提高围岩完整性、增强锚固结构承载性能。
[0017]2)保留缓冲让压特性：当前的全长锚固支护主要由注浆锚索向钻孔空间充填浆液来实现，加固围岩的同时，注浆浆液充满钻孔空间使锚索失去自由段，巷道围岩变形弹性大幅降低。本技术通过封闭注浆段，使注浆锚索仍保留有一定长度的自由段存在，保留注浆锚索的缓冲让压特性。
[0018]3)非均质支护控制非对称变形：大、小裂隙区差异化非均质支护，根据大、小裂隙区发育情况选取合适注浆锚索长度、支护密度、定长注浆范围与预紧力进行非均质支护，可以有效控制急倾斜煤层巷道的非对称变形破坏问题，充分发挥支护效能。
[0019]4)节省成本：相对于全长注浆加固，通过对钻孔的定长注浆，减少了注浆浆液的使用量，节省了注浆成本。避免了急倾斜煤层巷道全断面高密高强支护，减少了支护材料用量，节省了支护成本。
附图说明
[0020]图1是本技术的急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索施工示意图。
[0021]图2是本技术注浆锚索定长注的锚固装置示意图。
[0022]图3是本技术注浆锚索尾部示意图。
[0023]图4是本技术中锚环套示意图。
[0024]图5是锚环套的分体锥形锚环侧视图。
[0025]图6是锚环套的分体锥形锚环剖视图。
[0026]图7是锚环套的内锥形环套主视图。
[0027]图8是锚环套的内锥形环套侧视图。
[0028]图9是本技术中锚爪套示意图。
[0029]图10是本技术中锚爪套剖视图。
[0030]图中：1
‑
急倾斜煤层；2
‑
急倾斜岩层；3
‑
巷道；4
‑
裂隙；5
‑
裂隙区范围；6
‑
大小裂隙区范围分界线；7
‑
注浆锚索定长注的锚固装置；8
‑
大裂隙区；9
‑
小裂隙区；10
‑
注浆锚索杆体；11
‑
锚环套；11
‑1‑
分体锥形锚环；11
‑2‑
内锥形环套；11
‑3‑
缠绕钢丝；11
‑4‑
内凹槽；11
‑5‑
锯齿状螺纹；11本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，其特征在于：包括注浆锚索杆体（10），注浆锚索杆体（10）的尾部设有托盘（13）和锁具（14），注浆锚索杆体（10）上对应需要注浆处开有出浆口（17），出浆口（17）的前后端在注浆锚索杆体（10）上设有注浆防漏装置，所述注浆防漏装置包括设置在出浆口（17）前端的锚环套（11）以及设置在出浆口（17）后端的锚爪套（12），锚环套（11）与锚爪套（12）形成固定长度的封闭钻孔空间，即注浆段（18），注浆锚索杆体（10）内设有与出浆口（17）连通的进浆管（15），进浆管（15）的尾端设有封口螺母（16）。2.根据权利要求1所述的一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，其特征在于：所述的锚环套（11）包括分体锥形锚环（11
‑
1）、内锥形环套（11
‑
2）及缠绕钢丝（11
‑
3），分体锥形锚环（11
‑
1）为上下两半拼合而成，所述的分体锥形锚环（11
‑
1）外圆锥面与内锥形环套（11
‑
2）内圆锥面相贴合，分体锥形锚环（11
‑
1）由对称两个构件构成，分体锥形锚环（11
‑
1）在内锥形环套（11
‑
2）的前端设有内凹槽（11
‑
4），内凹槽（11
‑
4）内设有缠绕钢丝（11
‑
3）从而固定两个构件，安装时内锥形环套（11
‑
2）的大环侧朝向托盘（13）设置在注浆锚索杆体（10）上。3.根据权利要求2所述的一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，其特征在于：所述的锚环套（11）的分体锥形锚环（11
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1）大环外径为27~29mm，分体锥形锚环（11
‑
1）小环外径为20~22mm，分体锥形锚环（11
‑
1）长度为18~22mm，所述的锚环套（11）的内凹槽（11
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4）槽深2~3mm，内凹槽截面为圆弧形。4.根据权利要求3所述的一种急倾斜煤层巷道定长注的注浆锚索，其特征在于：所述的分体锥形锚环（11
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【专利技术属性】
技术研发人员：董太华，谢正正，刘华君，张农，康虹，冯军成，廖孝东，
申请(专利权)人：四川广旺能源发展集团有限责任公司赵家坝煤矿，
类型：新型
国别省市：
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