用于冲击地压巷道的锚固剂药卷及其锚固方法

1383 编辑：中冶有色技术网来源：辽宁工程技术大学

2022-02-10 13:30:07

权利要求

1.用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：使用锚杆钻机在巷道表面进行钻孔，钻孔直径比锚固剂直径大3～5mm，钻孔深度结合巷道围岩松动圈测试结果，比松动圈的深度深0.5～1.5m；

步骤2：把锚固剂药卷装入钻孔的眼内，随后插入锚杆，然后将锚杆钻机与锚杆相连，并将锚杆缓慢旋转推进，把锚固剂药卷推进至钻孔的眼底，最后启动锚杆钻机带动锚杆杆体旋转15～25s，旋转转速≥400r/min，搅拌锚固剂药卷，将锚固剂药卷破壁，使树脂药泥、固化剂、金属纤维均匀混合，形成锚固剂；

所述锚固剂药卷包括：聚酯薄膜封装袋、树脂药泥、固化剂、聚酯薄膜和铁丝卡扣，所述聚酯薄膜封装袋内部填充树脂药泥和固化剂，所述树脂药泥和固化剂通过聚酯薄膜隔离，所述聚酯薄膜封装袋两端采用铁丝卡扣密封，所述树脂药泥中含有金属纤维，所述金属纤维的体积占锚固剂药卷的0.1～1.5％，所述金属纤维为钢纤维，长度为3～6mm，直径为0.2～0.6mm；

所述锚固剂药卷为圆柱形；所述锚固剂药卷的直径为23mm、28mm或35mm，长度为300～600mm；所述固化剂的成分为BPO，DC，钙粉，纤维素化的水；所述树脂药泥成分为石粉，白炭黑，树脂和促进剂；

步骤3：待锚固剂凝固后，卸下锚杆钻机，然后安装托盘和螺母，用力矩扳手将螺母拧紧，达到设计预紧力。

2.根据权利要求1所述的用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，其特征在于，所述步骤1中，锚杆为带纵肋螺纹钢锚杆，锚杆的直径比钻孔直径小6～12mm。

说明书

技术领域

本发明属于矿山安全技术领域，特别涉及用于冲击地压巷道的锚固剂药卷及其锚固方法。

背景技术

冲击矿压是煤炭开采过程中突发的一种动力灾害，是煤岩体中集聚的高应力和高能量突然猛烈释放，通常会瞬间造成采掘空间的垮塌、冒落甚至闭合堵塞。冲击危险巷道安全支护成为我国深部煤炭资源开采急需解决的关键问题。锚杆支护作为一种行之有效的加固技术已被广泛应用于煤矿冲击地压巷道中。然而大量实践表明，使用锚杆与锚索对强动载巷道进行支护时，锚杆、锚索出现了大量的断裂或损坏，严重影响到巷道的安全，在冲击载荷作用下锚杆支护结构失效现象已成为影响锚杆支护推广与发展的关键问题。

现有技术中，通过对锚杆及相应构件进行优化设计，使其达到让压吸能的效果，以此来提高冲击地压巷道的稳定性。本发明专利从提高锚固剂的抗拉能力和增韧止裂角度出发，将钢纤维的掺入锚固剂中对巷道进行支护。钢纤维可以明显提高锚固剂的抗弯、抗压、抗折和抗拉强度，同时钢纤维锚固剂具有突出的抗疲劳性能和优良的抗冲击荷载能力。将金属纤维吸能材料应用到冲击地压支护结构中，可有效吸收大量冲击能量，缓冲动力载荷作用，提高巷道的安全程度，降低和避免冲击地压灾害。

发明内容

针对现有技术存在的锚固剂抗拉能力差，锚杆支护结构失效的问题，本发明提供一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷及锚固方法，目的是通过采用该锚固剂药卷，提高锚杆的抗动载能力，改善巷道的围岩条件，其具体的技术方案如下：

本发明的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷，包括：聚酯薄膜封装袋、树脂药泥、固化剂、聚酯薄膜和铁丝卡扣，如图1所示；所述聚酯薄膜封装袋内部填充树脂药泥和固化剂，所述树脂药泥和固化剂通过聚酯薄膜隔离，所述聚酯薄膜封装袋两端采用铁丝卡扣密封，所述树脂药泥中含有金属纤维，所述金属纤维的体积占锚固剂药卷的0.1～1.5％，所述金属纤维为钢纤维，长度为3～6mm，直径为0.2～0.6mm；

所述锚固剂药卷为圆柱形；

所述锚固剂药卷的直径为23mm、28mm或35mm，长度为300～600mm；

所述固化剂的成分为BPO，DC，钙粉，纤维素化的水；

所述树脂药泥成分为石粉，白炭黑，树脂和促进剂；

本发明一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，包含如下步骤：

步骤1：使用锚杆钻机在巷道表面进行钻孔，钻孔直径比锚固剂直径大3～5mm，钻孔深度结合巷道围岩松动圈测试结果，比松动圈的深度深0.5～1.5m；

步骤3：待锚固剂凝固后，卸下锚杆钻机，然后安装托盘和螺母，用力矩扳手将螺母拧紧，达到设计预紧力；

上述的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，其中：

所述步骤1中，锚杆为带纵肋螺纹钢锚杆，锚杆的直径比钻孔直径小6～12mm。

本发明的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷及其锚固方法，与现有技术相比，有益效果为：

一、本发明专利从提高锚固剂的抗拉能力和增韧止裂角度出发，将钢纤维的掺入锚固剂中对巷道进行支护。钢纤维可以明显提高锚固剂的抗弯、抗压、抗折和抗拉强度，与现有技术的指标相比，提高幅度达30％～80％。

二、钢纤维锚固体具有突出的抗疲劳性能和优良的抗冲击荷载能力，将金属纤维吸能材料应用到冲击地压支护结构中，可有效吸收大量冲击能量，缓冲动力载荷作用，提高巷道的安全程度，以及降低和避免冲击地压灾害。

三、本发明的锚固剂药卷及其锚固方法操作简单，成本性价比高，具有较广泛的推广应用价值。同时，可提高巷道的稳定性，降低巷道翻修率，有助于提高矿井的生产效率和经济收益。

附图说明

图1是本发明一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的结构示意图：1-金属纤维，2-固化剂，3-聚酯薄膜，4-树脂药泥，5-聚酯薄膜封装袋，6-铁丝卡扣。

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

本发明的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷，包括：聚酯薄膜封装袋、树脂药泥、固化剂、聚酯薄膜和铁丝卡扣，如图1所示；所述聚酯薄膜封装袋内部填充树脂药泥和固化剂，所述树脂药泥和固化剂通过聚酯薄膜隔离，所述聚酯薄膜封装袋两端采用铁丝卡扣密封，所述树脂药泥中含有金属纤维，所述金属纤维的体积占锚固剂药卷的0.2％，所述金属纤维为钢纤维，长度为4mm，直径为0.2mm；

所述锚固剂药卷为圆柱形；

所述锚固剂药卷的直径为23mm，长度为600mm；

所述固化剂的成分为BPO，DC，钙粉，纤维素化的水；

所述树脂药泥成分为石粉，白炭黑，树脂和促进剂；

本发明一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，包含如下步骤：

步骤1：使用锚杆钻机在巷道表面进行钻孔，钻孔直径33mm，经过巷道围岩松动圈测试得到松动圈范围为1.5m，确定钻孔深度为2.5m；

步骤2：把锚固剂药卷装入钻孔的眼内，随后插入锚杆，然后将锚杆钻机与锚杆相连，并将锚杆缓慢旋转推进，把锚固剂药卷推进至钻孔的眼底，最后启动锚杆钻机带动锚杆杆体旋转25s，旋转转速500r/min，搅拌锚固剂药卷，将锚固剂药卷破壁，使树脂药泥、固化剂、金属纤维均匀混合，形成锚固剂；

步骤3：待锚固剂凝固后，卸下锚杆钻机，然后安装托盘和螺母，用力矩扳手将螺母拧紧，达到设计预紧力矩100N·m；

上述的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，其中：

所述步骤1中，锚杆为带纵肋螺纹钢锚杆，锚杆的直径为22mm。

本实施例经模拟测试，锚杆的锚固力达到186kN，与现有技术相比提高了77％。

实施例2

本发明的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷，包括：聚酯薄膜封装袋、树脂药泥、固化剂、聚酯薄膜和铁丝卡扣，如图1所示；所述聚酯薄膜封装袋内部填充树脂药泥和固化剂，所述树脂药泥和固化剂通过聚酯薄膜隔离，所述聚酯薄膜封装袋两端采用铁丝卡扣密封，所述树脂药泥中含有金属纤维，所述金属纤维的体积占锚固剂药卷的1.0％，所述金属纤维为钢纤维，长度为6mm，直径为0.4mm；

所述锚固剂药卷为圆柱形；

所述锚固剂药卷的直径为23mm，长度为600mm；

所述固化剂的成分为BPO，DC，钙粉，纤维素化的水；

所述树脂药泥成分为石粉，白炭黑，树脂和促进剂；

本发明一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，包含如下步骤：

步骤1：使用锚杆钻机在巷道表面进行钻孔，钻孔直径33mm，经过巷道围岩松动圈测试得到松动圈范围为1.5m，确定钻孔深度为2.5m；

步骤3：待锚固剂凝固后，卸下锚杆钻机，然后安装托盘和螺母，用力矩扳手将螺母拧紧，达到设计预紧力矩100N·m；

上述的一种用于冲击地压巷道的锚固剂药卷的锚固方法，其中：

所述步骤1中，锚杆为带纵肋螺纹钢锚杆，锚杆的直径为22mm。

本实施例经模拟测试，锚杆的锚固力达到163kN，与现有技术相比提高了55％。