压胀封孔胶囊及相应高压注浆锚索方法

技术领域

本发明涉及一种压胀封孔胶囊及相应高压注浆锚索方法。

背景技术

注浆锚索支护是地下工程和矿山巷道围岩破碎情况下支护的一种手段，它的支护效果与注浆效果有很大的关系，普通注浆锚索采用中空锚索，分为树脂药卷锚固段，注浆腔和封孔段。采用棉纱缠裹止浆塞方式封堵浆液，将中空锚索在孔口进行封孔，形成注浆腔。这种封孔方式是借助棉纱或止浆塞与孔口壁之间的摩擦力来提供封孔阻力的，封孔长度短，封孔阻力小，当孔口围岩破碎时，容易在注浆的过程中臌孔。

因此，普通注浆锚索只能采用低压注浆，水泥浆在围岩中的形成扩散半径小，支护效果不能充分体现出来，特别是在软岩巷道、围岩含水巷道、渗透性弱的巷道支护效果较差。棉纱缠裹止浆塞方式封孔，安装时操作复杂，需要较丰富的缠裹经验，封孔质量因人而异，标准难以掌握，而且劳动强度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种压胀封孔胶囊及相应高压注浆锚索方法。

为解决上述技术问题，本压胀封孔胶囊包括内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋、低压快凝注浆管、高压慢凝注浆管和排气管，所述低压快凝注浆管一端贯穿外弹性环形囊袋后，通入内弹性环形囊袋，外弹性环形囊袋内的低压快凝注浆管上开有第一注浆口，该低压快凝注浆管内端口为第二注浆口，该第二注浆口与内弹性环形囊袋内部空间相通，内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋之间的低压快凝注浆管上还开有一条割缝，所述内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋和低压快凝注浆管均由可伸缩的弹性材料制成，所述高压慢凝注浆管与内弹性环形囊袋和外弹性环形囊袋均不相通，排气管位于内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋外部。如此设计，可以在注浆过程中，利用压胀封孔胶囊，首先使用本发明压胀封孔胶囊对破碎围岩进行封堵，并向其注入低压快凝水泥浆，使锚索孔外端充分封闭，再向锚索孔内部注入高压慢凝水泥，使锚索得到可靠固定。

作为优化，所述割缝为半圆形割缝。如此设计，加工方便，注浆前期，割缝封闭，主要向内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋注浆，内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋注满，注浆压力加大，割缝张开，向内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋的锚索孔及破碎围岩之中间隙注浆，可充分、快速地固定破碎围岩，为高压注浆作好准备。

本发明高压注浆锚索方法，包括下述步骤：

①.在巷道安装注浆锚索的地方钻锚索孔，将配用树脂药卷送至锚索孔的孔底。

②.将锚索放置在锚索孔内，然后将权利要求1或2所述的压胀封孔胶囊的内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋套在锚索上，使前述低压快凝注浆管和高压慢凝注浆管分别贴着所述锚索，将所述排气管放置在内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋顶部，并用锚索内端插入配用树脂药卷，将锚索锚固到锚索孔的孔底。

③.测量巷道围岩的破碎围岩范围，调节压胀封堵胶囊的位置及内弹性环形囊袋和外弹性环形囊袋之间的间距，使破碎围岩恰好处于内弹性环形囊袋和外弹性环形囊袋之间。

④.将低压快凝注浆管外端口与配用低压快凝注浆泵出口相接，然后启动配用低压快凝注浆泵向内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋注入低压快凝水泥浆。

待内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋均充满后，在增加压力的作用下，所述割缝胀开，低压快凝水泥浆进入内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋之间锚索孔内，并渗入周边的破碎围岩中，待压力稳定后，停止配用低压快凝注浆泵，等待凝固。

⑤.将高压慢凝水泥注浆管与配用高压慢凝注浆泵出口相接，启动配用高压慢凝注浆泵向高压慢凝水泥注浆管，注入高压慢凝水泥，直致排气管停止排气，并有少量水泥浆流出，然后停止配用高压慢凝注浆泵，等待凝固即可。如此设计，由于注浆压力的提高，对含承压水的围岩注浆堵水，软岩巷道围岩注浆支护和低渗透性巷道围岩的注浆加固都有很好的效果。

本发明压胀封孔胶囊及相应高压注浆锚索方法，先采用快凝水泥浆封孔形成可靠的注浆锚索封孔段，然后用慢凝水泥浆注液方式，使浆液充分渗流到注浆圈，提高锚索注浆效果与安装的便利性，适合各大矿井、煤矿使用。

附图说明

下面结合附图对本发明压胀封孔胶囊及相应高压注浆锚索方法作进一步说明：

图1是本压胀封孔胶囊的立体结构示意图(图中内、外弹性环形囊袋均处于充气膨胀状态)；

图2是本高压注浆锚索方法的第①步示意图；

图3是本高压注浆锚索方法的第②、③步示意图；

图4是本高压注浆锚索方法的第④步向内、外弹性环形囊袋充浆的示意图；

图5是本高压注浆锚索方法的第④步向内、外弹性环形囊袋之间充浆的示意图；

图6是本高压注浆锚索方法的第⑤步示意图。

图中：1为内弹性环形囊袋、2为外弹性环形囊袋、3为低压快凝注浆管、4为高压慢凝注浆管、5为排气管、6为第一注浆口、7为第二注浆口、8为割缝、9为锚索孔、10为锚索、11为配用树脂药卷、12为高压慢凝水泥浆。

具体实施方式

实施方式一：如图1所示，本压胀封孔胶囊包括内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2、低压快凝注浆管3、高压慢凝注浆管4和排气管5，所述低压快凝注浆管3一端贯穿外弹性环形囊袋2后，通入内弹性环形囊袋1，外弹性环形囊袋2内的低压快凝注浆管3上开有第一注浆口6，该低压快凝注浆管3内端口为第二注浆口7，该第二注浆口7与内弹性环形囊袋1内部空间相通，内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2之间的低压快凝注浆管3上还开有一条割缝8，所述内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2和低压快凝注浆管3均由可伸缩的弹性材料制成，所述高压慢凝注浆管4从内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2的中心孔穿过，且与内弹性环形囊袋1和外弹性环形囊袋2均不相通，排气管5位于内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2外部。所述割缝8为半圆形割缝。

实施方式二：如图2-6所示，一种高压注浆锚索方法，包括下述步骤：

①.在巷道安装注浆锚索的地方钻锚索孔9，将配用树脂药卷11送至锚索孔的孔底，如图2所示。

②.将锚索10放置在锚索孔9内，然后将实施方式一所述的压胀封孔胶囊的内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2套在锚索10上，使实施方式一所述低压快凝注浆管3和高压慢凝注浆管4分别贴着所述锚索，将所述排气管5放置在内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2顶部，使锚索10内端插入配用树脂药卷11，配用树脂药卷11将锚索10锚固到锚索孔9的孔底，如图3所示。

③.测量巷道围岩的破碎围岩范围，调节压胀封堵胶囊的位置及内弹性环形囊袋1和外弹性环形囊袋2之间的间距，使破碎围岩恰好处于内弹性环形囊袋1和外弹性环形囊袋2之间。

④.将低压快凝注浆管3外端口与配用低压快凝注浆泵(图中未示出)出口相接，然后启动配用低压快凝注浆泵向内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2注入低压快凝水泥浆，如图4所示，此过程中，内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2注满低压快凝水泥浆后，自然变形，部分包裹排气管5和高压慢凝注浆管4，并极大地缩小二者与锚索孔9壁、锚索之间的间隙。

待内弹性环形囊袋1、外弹性环形囊袋2均充满后，在增加压力的作用下，所述割缝8胀开，低压快凝水泥浆经割缝8，进入内弹性环形囊袋、外弹性环形囊袋2之间锚索孔内，并渗入周边的破碎围岩中，待压力稳定后，停止配用低压快凝注浆泵，等待凝固，如图5所示，此过程中，经割缝8流出的低压快凝水泥浆，充分挤入破碎围岩的裂隙及排气管5和高压慢凝注浆管4周边边隙，并快速凝固。

⑤.将高压慢凝水泥注浆管4与配用高压慢凝注浆泵(图中未示出)出口相接，启动配用高压慢凝注浆泵向高压慢凝水泥注浆管4，注入高压慢凝水泥浆12，直致排气管5停止排气，并有少量水泥浆流出，然后停止配用高压慢凝注浆泵，等待凝固即可，如图6所示。