沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置的制作方法

1.本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置。


背景技术：

2.在煤矿采掘中，一般会把巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量，从而形成完全沿采空区边缘或仅留很窄煤柱的掘进巷道。在这样的结构中，煤柱可替代人工构筑的“隔离墙体”，能有效减少人工墙体泵注混凝土成本以及材料费用，避免了混凝土等材料的运输。在沿空掘巷中，煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，要求尽可能地留设“薄皮”煤柱，即2～5m宽的窄煤柱作为沿空掘巷与上区段采空区的隔离墙支撑体。由于靠采空侧的窄煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重，需要安装有效的支护结构。
3.但是，目前煤柱支护的方法主要采用区段煤柱煤壁帮锚杆支护，其仅能实现对窄煤柱的临时加固，无法解决应对窄煤柱支护应力失衡的情况。
4.因此，需要提供了一种沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置。该沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置通过注浆锚杆组件进行轴向贯穿在相对立的侧加固板上，并进行收缩调整，从而使得侧加固板能紧密契合在窄煤柱外侧，加强支护效果，同时，由于注浆锚杆组件的延伸方向可调，从而可以根据煤柱的受力以及变形情况，方便调整锚杆组件的延伸方向，解决煤柱支护应力失衡的情况。
6.根据本发明，提供了一种沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置，包括：
7.侧加固板，所述侧加固板为多个并在煤柱的周向上阵列分布以用于竖直贴合在煤柱外侧，
8.注浆锚杆组件，所述注浆锚杆组件贯穿煤柱式设置在相对的两个所述侧加固板上，
9.其中，所述注浆锚杆组件的延伸方向可调。
10.在一个实施例中，所述注浆锚杆组件包括：
11.锚杆轴套，所述锚杆轴套为管状且外端通过输送管与外设注浆泵相连通，
12.螺纹导套，所述螺纹导套螺纹啮合传动式套接在所述锚杆轴套的外壁上，并所述螺纹导套横向设置在所述侧加固板上，
13.固定锚杆，所述固定锚杆的可相对滑动的对接伸入所述锚杆轴套内，
14.滑动套件，所述滑动套件可相对滑动的套接设置在所述固定锚杆外，所述滑动套
件横向设置在远离所述螺纹导套一侧的所述侧加固板上，以及
15.调节架组件，所述调节架组件设置在靠近所述固定锚杆一侧的所述侧加固板上，并通过螺纹啮合方式与所述固定锚杆连接。
16.在一个实施例中，在靠近所述锚杆轴套一侧的所述侧加固板上竖向滑动式套接有滑动支座，在所述滑动支座的侧端面上内嵌入式设置有旋转轴座一，所述旋转轴座一与所述滑动支座绕着所述旋转轴座一的轴向滚动式连接，其中，所述螺纹导套固定设置在所述旋转轴座一上。
17.在一个实施例中，在靠近所述固定锚杆一侧的所述侧加固板的侧边上设置旋转轴座二，在所述旋转轴座二与所述侧加固板之间设置转子，其中，所述滑动套件固定设置在所述旋转轴座二上。
18.在一个实施例中，所述调节架组件包括：
19.外扩撑端座，所述外扩撑端座通过螺纹啮合作用与所述固定锚杆连接，
20.设置在所述外扩撑端座的两端的传动螺杆，所述传动螺杆可相对转动设置在侧加固板上，
21.设置在各所述传动螺杆上的连接螺管，所述连接螺管构造为相对于所述传动螺杆的轴向滑动，
22.螺纹连接到各所述连接螺管的内腔中的内螺件，所述内螺件与所述外扩撑端座铰接。
23.在一个实施例中，所述锚杆轴套包括：
24.管件主体，在所述管件主体的壁上设置有第一通孔，
25.分别设置在所述第一通孔的轴向两侧的连接弹簧，
26.设置在相应的所述连接弹簧之间的弹性扩板。
27.在一个实施例中，所述固定锚杆包括：
28.管状的外杆件，在所述外杆件的壁上设置有用于与所述第一通孔相对应的第二通孔，
29.中心导杆，所述中心导杆可相对限位滑动式同轴设置在所述外杆件内，且外端伸出所述外杆件，
30.与各所述第二通孔相对应的互相铰接的两个内支撑筋，一个所述内支撑筋的一端与所述外杆件相铰接，且，另一个所述内支撑筋与所述中心导杆相铰接。
31.在一个实施例中，在所述管件主体的插入端同轴式固定连接轴套，所述连接轴套用于与所述固定锚杆螺纹连接，并且所述连接轴套构造为楔形结构。
32.在一个实施例中，相对的两个所述侧加固板为一组，不同组的所述侧加固板交叉设置以使得穿过不同组的所述注浆锚杆组件交叉。
33.在一个实施例中，还包括与所述侧加固板对应式设置的上顶位板和与所述侧加固板对应式设置的下顶位板，所述上顶位板和所述下顶位板均构造位折弯板。
34.与现有技术相比，本发明的优点在于：该沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置通过注浆锚杆组件进行轴向贯穿在相对立的侧加固板上，并进行收缩调整，从而使得侧加固板能紧密契合在窄煤柱外侧，加强支护效果，同时，由于注浆锚杆组件的延伸方向可调，从而可以根据煤柱的受力以及变形情况，方便调整锚杆组件的延伸方向，解决煤柱支护应
力失衡的情况。
附图说明
35.下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
36.图1为本发明的一个实施例的沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置结构示意图；
37.图2为本发明的一个实施例的注浆锚杆组件的结构示意图；
38.图3为本发明的一个实施例的滑动支座的结构示意图；
39.图4为本发明的一个实施例的调节架组件的结构示意图；
40.图5为本发明的一个实施例的锚杆轴套与固定锚杆的局部结构示意图。
具体实施方式
41.为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
42.本发明的实施例提出了一种沿空掘巷窄煤柱加固用的注浆锚杆装置。如图1所示，注浆锚杆装置包括侧加固板1和注浆锚杆组件4。其中，侧加固板1为多个并绕着煤柱的周向阵列式分布。各侧加固板1竖直贴合架设在沿空掘巷窄煤柱外侧。注浆锚杆组件4用于贯穿煤柱并设置在两个侧加固板1上。根据本技术，注浆锚杆组件4可相对偏转的贯穿设置在相对应的一组侧加固板1上。由此，注浆锚杆组件4连接两个相对的侧加固板1，并使得相对立的侧加固板1之间轴向距离减小，在侧加固板1轴向距离减小基础上，注浆锚杆组件4还对沿空掘巷窄煤柱进行注浆加固，用于提高支护效果。尤其，在应对巷道压力分布不均，沿空掘巷窄煤柱呈偏位支撑时，注浆锚杆组件4能够进行对应偏转调整，并注浆加固，在沿空掘巷窄煤柱偏位支撑中，其一般呈局部倾斜状态，一般锚杆在进行加固中极易对其内部产生结构破坏，而本发明中的侧加固板能够始终与沿空掘巷窄煤柱表面契合，此时，注浆锚杆组件与窄煤柱之间呈一定夹角贯穿在侧加固板上，以实现对应力分布不均的对应补偿工作，从而保证沿空掘巷窄煤柱上下两端的支护结构不会出现断层的现象。
43.在一个实施例中，在侧加固板1的上方设置上顶位板2。上顶位板2与侧加固板1一一对应设置，并固定在侧加固板1的上方。上顶位板2的横截面呈l字形结构。在侧加固板1的下方设置下顶位板3。下顶位板3与侧加固板1一一对应设置，并固定在侧加固板1的下方。下顶位板3的横截面呈l字形结构。通过侧加固板1上下方对应设置的上顶位板2与下顶位板3，来辅助沿空掘巷窄煤柱上下端面的支护撑架，用于加强支护。
44.如图2所示，本实施例中，注浆锚杆组件4包括锚杆轴套5、螺纹导套401、固定锚杆6、滑动套件402和调节架组件7。锚杆轴套5被构造为中空式套管。锚杆轴套5的一端(图2中的右端)通过输送管与外设注浆泵(图中未示出)相连通，使得外设注浆泵能够通过锚杆轴套5对锚杆按插口进行注浆加固，提高内部稳固性。螺纹导套401螺纹啮合传动式套接在锚杆轴套5的外壁上，并螺纹导套401横向设置在侧加固板1上，用于对锚杆轴套5起到导向作用。固定锚杆6的可相对滑动的对接伸入锚杆轴套5内。通过调整固定锚杆6与锚杆轴套5之
间的轴向间距来实现对相对应的侧加固板1的间距调整，从而实现对窄煤柱侧壁周的加固。滑动套件402可相对滑动的套接设置在固定锚杆6外，滑动套件402横向设置在远离螺纹导套401一侧的侧加固板1上，主要用于对固定锚杆6起到导向作用。调节架组件7设置在靠近固定锚杆6一侧的侧加固板1上，并通过螺纹啮合方式与固定锚杆6连接。在调整固定锚杆6与锚杆轴套5之间的轴向间距到位后，通过设置调节架组件7将固定锚杆6连接到侧加固板1上，用于限定固定锚杆6的轴向位置。
45.再参阅图3，作为较佳的实施例，在靠近锚杆轴套5一侧的侧加固板1上竖向滑动式套接有滑动支座403。在滑动支座403的侧端面上内嵌入式设置有旋转轴座一405。旋转轴座一405与滑动支座403绕着旋转轴座一405的轴向滚动式连接，例如，在旋转轴座一405与滑动支座403之间设置有转子404，用于降低两者相对运动的摩擦力。其中，螺纹导套401固定设置在旋转轴座一405上。由此，在安装锚杆轴套5过程中，锚杆轴套5插入到螺纹导套401中，通过滑动支座403沿着侧加固板1上竖向滑动可以使得锚杆轴套5对准要插入的设置在煤柱上的钻孔，方便操作。另外，在安装锚杆轴套5过程中，螺纹导套401跟随旋转轴座一405一起相对于滑动支座403进行转动，从而调整锚杆轴套5的插入方向，使其更顺利的插入到设置在煤柱上的钻孔中。
46.同道理地，在靠近固定锚杆6一侧的侧加固板1的侧边上设置旋转轴座二405’。在旋转轴座二405’与侧加固板1之间设置转子404。其中，滑动套件402固定设置在旋转轴座二405’上。固定锚杆6可以通过旋转轴座二405’的偏转作用进行位置调整时，用于顺利的插入到锚杆轴套5内。从而，旋转轴座二405’和旋转轴座一405的旋转作用并配合滑动支座403的上下滑移，来实现锚杆轴套5与固定锚杆6的顺利对接。
47.参阅图4，本实施例中，调节架组件7包括外扩撑端座701、传动螺杆702、连接螺管703和内螺件704。其中，外扩撑端座701被构造为大体的“[”形结构，且自身大体关于固定锚杆6对称。外扩撑端座701的中心出通过螺纹与固定锚杆6连接，用于限定固定锚杆6相对于侧固定板1的位置。传动螺杆702为两个，并分别设置在外扩撑端座701的两端。传动螺杆702可相对转动设置在侧加固板1上，主要起到限定和导向作用。连接螺管703设置在各传动螺杆702上。连接螺管703构造为相对于传动螺杆702的轴向滑动，用于调整调节架组件7相对于固定锚杆6的位置，满足安装匹配要求。内螺件704螺纹连接到各连接螺管703的内腔中。内螺件704与外扩撑端座701铰接。在确定固定锚杆6的轴向安插角度后，外扩撑端座701能够由传动螺杆702的螺纹调节传动以及内螺件704的旋转作用，来保证外扩撑端座701能与旋转轴座二405’上的滑动套件402呈一条直线，以便于固定锚杆6能够顺利插入窄煤柱中。
[0048]
参阅图5，本实施例中，锚杆轴套5包括管件主体501、连接轴套502和弹性扩板504。管件主体501自身为管状，并且在其壁上设置第一通孔505。优选地，在管件主体501自身的周向上可以设置多个第一通孔505并称为一组，并在轴向上设置多组第一通孔505。在各第一通孔505的轴向两侧分别设置有连接轴套502。弹性扩板504设置在同一第一通孔505的两个连接轴套502上。在初始状态下，该弹性扩板504的轴向中心处径向向外鼓。在锚杆轴套5下入过程中，该弹性扩板504收到钻孔的壁的压力而回弹，使得锚杆轴套5顺利下入，而在下入到位后，弹性扩板504在自身弹力下，恢复原位，并抵接钻孔的避免，从而提高锚杆轴套5在钻孔内的稳定性。
[0049]
固定锚杆6包括外杆件601、中心导杆602和内支撑筋603。外杆件601被构造为中空
式套管结构。外杆件601的壁上设有第二通孔604。各第二通孔60与第一通孔505在数量和位置上一一对应。中心导杆602可相对限位滑动的同轴设置在外杆件601内，且其一端伸出外杆件601。内支撑筋603对应于同一个第二通孔604具有两个，并且这两个互相铰接，一个内支撑筋603的一端与外杆件601相铰接，且另一个内支撑筋603与中心导杆602相铰接。上述设置，由中心导杆602与外杆件601的相对滑动作用，使得相铰设的内支撑筋603径向向外或向内运动。在内支撑筋603径向向外运动时，能与弹性扩板504抵靠接触，并将弹性扩板504对外扩张，再由外设注浆泵对锚杆轴套5进行注浆填补，从而提高注浆锚杆组件与窄煤柱之间的接触稳固性。另外，对外扩张的弹性扩板504更加稳定地抵接到钻孔上，进一步增加稳定性。例如，内支撑筋603的偏转角度范围在0
°‑
70
°
范围内。
[0050]
在管件主体501的插入端同轴式固定连接轴套502。连接轴套502用于与固定锚杆6螺纹连接，以形成限定。并且连接轴套502构造为楔形结构，用于方便管件主体501的顺利下入。
[0051]
在参见图1，在同一组的侧固定板1上可以设置多组注浆锚杆组件，并且，相邻的注浆锚杆组件反向设置。也就是说，一个注浆锚杆组件的锚杆轴套5位于左侧的侧固定板1上，而相邻的另一个注浆锚杆组件的锚杆轴套5位于右侧。另外，相对的两个侧加固板1为一组，不同组的侧加固板1交叉设置以使得穿过不同组的注浆锚杆组件交叉。
[0052]
综上，在沿空掘巷窄煤柱加固中，由多个侧加固板1周向贴合架设在沿空掘巷窄煤柱外侧。此时，上顶位板2与下顶位板3能够辅助沿空掘巷窄煤柱上下端面的支护撑架进行支撑。根据窄煤柱应力支护结构对注浆锚杆组件进行对应偏调，使得注浆锚杆组件能够对其进行应力补偿加固。锚杆轴套5能够滑动套接在固定锚杆6外，并调整相对立的侧加固板1之间的轴向距离，拉伸驱动中心导杆602，使得内支撑筋603能与弹性扩板504抵靠接触，并将其对外扩张，再由外设注浆泵对锚杆轴套5进行注浆填补，从而提高注浆锚杆组件与窄煤柱之间的接触稳固性。
[0053]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。