泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法
2023-06-06 21:43:06 2
專利名稱：泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法
技術領域：
本發明涉及煤礦巷道圍巖的控制與支護技術，尤其是一種適用於巷道圍巖的泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法。
背景技術：
在巖土和採礦工程中，錨杆支護是兼有支架和加固兩種作用的圍巖控制技術，與框式支架相比，以其顯著的技術經濟效益在世界各國獲得廣泛應用，以錨杆為基本支護形式的包括單體錨杆、錨梁(帶)、錨梁(帶)網及錨杆與錨杆/索支護的錨杆支護系統發展迅速，被廣泛應用於國內外煤礦巷道支護中，成為煤礦實現高產高效必不可少的關鍵技術之
一預應力錨杆/索是在錨杆支護基礎上發展而來的一種錨固深度大、承載能力高、可施加較大預緊力的新型支護技術，能夠在較大範圍內調動圍巖的自身承載能力，在困難條件下(如大斷面巷道與交岔點、複合破碎頂板巷道、地質構造影響帶等)採用錨杆/索加固技術，能夠保證圍巖的穩定與安全，現已成為困難巷道補強加固的主要手段。隨著對能源需求的增加和開採強度的不斷增大，淺部資源日益減少，國內外許多礦山都相繼進入深部資源開採狀態，相對於淺部開採，深部巖體處於「三高一擾動」相互耦合的複雜環境，巷道變形量大、變形時間長、圍巖破碎嚴重，錨杆、索失效較多，巷道維護十分困難。傳統預應力錨杆/索一般採用樹脂藥卷進行端頭錨固，雖然該方式粘結強度高、固化快、安全可靠性高，但是無法實現預應力全長錨固，從而在高應力大變形條件下易產生應力集中而破斷。目前為了實現錨杆/索全長錨固普遍採用注漿方式，但卻存在著封孔工藝複雜，跑、漏漿現象嚴重等問題，錨固效果較差。上述現象嚴重影響錨杆/索支護對圍巖的控制效果，特別是無法解決深部軟弱破碎、動壓、大變形巷道的支護難題。
發明內容
技術問題:本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種簡單、易施工、效果好的泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法。技術方案:本發明泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法，包括在巷道巖面上鑽孔、清孔，其步驟如下:
a、製備兩種凝固時間不同的速凝膏體漿液和緩凝膏體漿液；
b、在所述巷道巖面上的鑽孔內插入與注漿泵相連的軟管，直至鑽孔的底部；
C、根據鑽孔、錨杆/索的直徑和錨固長度計算出預應力全錨固所需膏體漿液注入量，設定速凝膏體漿液錨固段的長度為鑽孔深度的1/6，緩凝膏體漿液錨固段的長度為鑽孔深度的5/6 ；
d、打開注漿泵通過軟管先向鑽孔內注入速凝膏體漿液，然後再向鑽孔內注入緩凝膏體漿液，兩種膏體漿液一邊注入一邊將軟管慢慢抽出，使速凝膏體漿液、緩凝膏體漿液填滿抽出軟管的空隙；e、將錨杆/索插入鑽孔內，擠出的速凝膏體漿液、緩凝膏體漿液充填在錨杆/索周圍的環形縫內，在錨杆/索的外露段依次裝上託盤、楔形錨具；
f、待速凝膏體漿液凝固後，使用張拉儀對錨杆/索外露段進行張拉，在錨杆/索全長範圍內施加預緊力，待緩凝膏體漿液凝固後即形成全長錨固。所述的速凝膏體漿液由水、水泥、錨固添加劑、速凝劑按質量比配置而成，其中水和水泥的質量比為0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，速凝劑為水泥量的2°/Γ3%，凝固時間為30min。所述的緩凝膏體漿液由水、水泥、錨固添加劑按質量比配置而成，其中水和水泥的質量比為0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，凝固時間為6個小時。有益效果:本方明採用兩種凝固時間不同的膏體注漿液作為錨固劑，具有較好的觸變性和流動性，其馬氏漏鬥粘度值可以達到50s左右，不會因重力影響出現流墜現象，能夠有效避免普通水泥漿液易跑漏的問題，同時兩種凝固時間快慢不同的膏體漿液具有足夠的凝固時間差，在速凝膏體漿液凝固後即對錨杆/索施加預緊力，緩凝膏體漿液待施加完預應力一段時間後才會凝固，這樣就將預緊力與全長錨固結合起來，有效提高了錨杆/索對圍巖變形的控制效果，能夠解決深井高地應力強動壓大變形巷道的支護難題。本發明能夠實現預應力錨杆/索的全長錨固，有效提高單根錨杆/索對圍巖的錨固力，從而改善巷道支護效果，降低錨杆/索的支護密度，較傳統的端頭錨固方式錨固體允許變形量更大，能夠解決深井高應力巷道支護難題。本發明也可用於其他巖土、水利及國防工程中的圍巖支護中。能夠有效解決現有錨杆/索支護技術存在的錨固長度有限、不能適應深部高應力條件下的巷道圍巖大變形的問題。其方法簡單、易施工、錨固效果好，具廣泛的實用性。
圖1為本發明的注漿過程示意圖；`
圖2為錨杆/索安裝示意圖。圖中，1-巷道巖面，2-鑽孔，3-軟管，4-速凝膏體漿液，5-緩凝膏體漿液，6-錨杆/索，7-託盤，8-楔形錨具。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述:
實施例1、
(1)按水和水泥質量比為0.25進行拌漿分別配置速凝膏體漿液4、緩凝膏體漿液5:取水泥2000克，水500克，由巴斯夫公司生產的FL0WCABLE錨固添加劑60克，速凝劑40克，完全攪拌均勻後製備出速凝膏體漿液4 ;再取水泥2000克，水500克，由巴斯夫公司生產的FLOffCABLE錨固添加劑60克，完全攪拌均勻後製備出緩凝膏體漿液5 ；
(2)在巷道巖面I施工鑽孔2，鑽孔直徑為28mm，鑽孔深度為6000mm，並清孔；
(3)將內徑為15mm外徑為22mm的軟管3插入鑽孔2的底部；
(4)根據鑽孔2、錨杆/索6的直徑和錨固長度，通過下式計算出預應力全錨固所需膏體漿液注入量，
權利要求
1.一種泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法，包括在巷道巖面(I)上鑽孔(2)、清孔，其特徵在於: a、製備兩種凝固時間不同的速凝膏體漿液(4)和緩凝膏體漿液(5)； b、在所述巷道巖面⑴上的鑽孔(2)內插入與注漿泵相連的軟管(3)，直至鑽孔⑵的底部； C、根據鑽孔(2)、錨杆/索(6)的直徑和錨固長度計算出預應力全錨固所需膏體漿液注入量，設定速凝膏體漿液(4)錨固段的長度為鑽孔(2)深度的1/6，緩凝膏體漿液(5)錨固段的長度為鑽孔(2)深度的5/6 ； d、打開注漿泵通過軟管(3)先向鑽孔(2)內注入速凝膏體漿液(4)，然後再向鑽孔(2)內注入緩凝膏體漿液(5)，兩種膏體漿液一邊注入一邊將軟管(3)慢慢抽出，使速凝膏體漿液(4)、緩凝膏體漿液(5)填滿抽出軟管(3)的空隙； e、將錨杆/索(6)插入鑽孔(2)內，擠出的速凝膏體漿液(4)、緩凝膏體漿液(5)充填在錨杆/索(6)周圍的環形縫內，在錨杆/索￠)的外露段依次裝上託盤(7)、楔形錨具(8)；` f、待速凝膏體漿液(4)凝固後，使用張拉儀對錨杆/索(6)外露段進行張拉，在錨杆/索(6)全長範圍內施加預緊力，待緩凝膏體漿液(5)凝固後即形成全長錨固。
2.根據權利要求1所述泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法，其特徵是:所述的速凝膏體漿液(4)由水、水泥、錨固添加劑、速凝劑按質量比配置而成，其中水和水泥的質量比為0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，速凝劑為水泥量的2°/Γ3%，凝固時間為30mino
3.根據權利要求1所述泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法，其特徵是:所述的緩凝膏體漿液(5)由水、水泥、錨固添加劑按質量比配置而成，其中水和水泥的質量比為`0.25、.35，錨固添加劑為水泥量的3°/Γ5%，凝固時間為6個小時。
全文摘要
一種泵送膏體預應力全錨錨杆/索支護方法，採用兩種凝固時間不同的膏體注漿液作為錨固劑，在鑽孔內插入軟管，通過軟管先向鑽孔內注入速凝膏體漿液，然後再向鑽孔內注入緩凝膏體漿液，將錨杆/索插入鑽孔內，在錨杆/索的外露段依次裝上託盤、楔形錨具；待速凝膏體漿液凝固後，使用張拉儀對錨杆/索外露段進行張拉，在錨杆/索全長範圍內施加預緊力，待緩凝膏體漿液凝固後即形成全長錨固。本發明能夠解決深孔錨固難題，可通過調節速凝劑添加量來控制，錨杆/索內外段採用快慢膏體漿液分別錨固，將預緊力與全長錨固有機結合了起來，施工工藝簡單，有效提高了錨杆/索對圍巖變形的控制效果，解決了深井高地應力強動壓大變形巷道的支護難題。
文檔編號C04B28/00GK103147777SQ20131009367
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者張農, 薛飛, 闞甲廣, 趙一鳴 申請人:中國礦業大學