一种硬岩硐室拓高注浆锚杆的制作方法

1.本实用新型属于注浆锚杆技术领域，具体涉及一种硬岩硐室拓高注浆锚杆。


背景技术：

2.注浆锚杆是一类用于对浆体材料进行辅助注射填充的装置，广泛应用在隧道、公路、边坡支护以及硐室开拓领域，其中，硐室是一种未直通地表出口、横断面大且长度较短的水平坑道，由于硐室与一般巷道相比具有断面大、变化多、结构复杂、受力状态不易分析的特征，不适于采用大型机械进行施工，尤其是在硐室的局部开拓施工过程。
3.目前硬岩硐室在进行拓高、拓宽施工时，主要采用液压劈裂或静力破碎剂胀裂的方式对顶部或两侧岩层进行破裂开拓施工，其中，静力破碎剂胀裂是在围岩上钻设注浆孔，并向注浆孔内填充一定比例的静力破碎剂，通过静力破碎剂发生水化反应产生膨胀压力的方式将围岩胀裂，由于具有无振动、无冲击波、无噪声且安全的优点，广泛应用在硬岩硐室的拓高过程中。
4.当采用静力破碎剂胀裂的方式对硬岩硐室进行开拓时，通常采用pvc管注浆或注浆锚杆注射的方式对静力破碎剂进行注浆处理，但是pvc管注浆的方式存在着注浆效果差、使用流程繁琐复杂且不能循环使用的问题，与传统的pvc管注浆相比注浆锚杆具有注浆效果好、注浆流程简便的优点。
5.目前常见的大部分硬岩硐室拓高注浆锚杆主要由中空锚杆体、顶板、止浆塞几部分组成，在使用过程中将锚杆插入预先钻好的注浆孔内，通过止浆塞与垫板对注浆锚杆进行限位，并采用注浆机对注浆材料进行增压输送，注浆材料在中空锚杆体的作用下输送至注浆孔内。
6.然而，在实际应用过程中，注浆孔的大小、数量以及间距随岩石坚硬程度的大小而不断调整，现有技术中的硬岩硐室拓高注浆锚杆止浆塞的封堵适用性较差，不能根据注浆孔孔径的变化进行相应的变化，当注浆孔的孔径发生变化时，需要对止浆塞进行更换或采用黄泥等辅助材料对注浆孔进行辅助封孔，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆使用过程中对注浆孔进行封孔的效果较差，使得静力破碎剂在注浆过程中容易出现漏液的风险，严重时会出现喷孔的现象，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用可靠性较差。
7.因此，针对上述技术问题，有必要提供一种硬岩硐室拓高注浆锚杆。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，以解决上述硬岩硐室拓高注浆锚杆在使用过程中对注浆孔进行封孔的效果较差的问题。
9.为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
10.一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，包括：锚杆、自适应止浆机构、一组自鸣式排气机构。
11.所述自适应止浆机构设于所述锚杆的一侧，所述自适应止浆机构包括顶板，所述顶板的一侧固定连接有止浆塞，所述顶板与止浆塞均与锚杆螺纹连接，所述止浆塞的外侧
连接有止浆气垫，所述顶板背离止浆塞的一侧固定连接有环形储气筒，所述环形储气筒套设于锚杆的外侧，所述环形储气筒与止浆气垫之间连通有导引气管。
12.一组所述自鸣式排气机构设于所述锚杆内，所述自鸣式排气机构包括排气流道，所述排气流道远离环形储气筒的一侧设有流道封堵件，所述流道封堵件与排气流道相匹配。
13.进一步地，所述锚杆内开设有注射腔。通过开设注射腔便于对静力破碎剂进行导通输送。所述锚杆远离止浆塞的一端螺纹连接有连接管件，所述连接管件与注射腔相连通。通过连接管件对注浆管起到连接限位的作用，可根据使用场景的不同更换不同长度的注浆管，提高了使用便捷性。
14.进一步地，所述锚杆的外侧设有外螺纹，所述外螺纹与顶板、止浆塞相匹配。便于通过内外螺纹内的相互配合对顶板、止浆塞起到锁止固定的作用。同时，可通过顶板、止浆塞沿锚杆外侧的外螺纹进行移动的方式对锚杆伸入注浆孔内的长度起到调节控制的作用。所述连接管件远离锚杆的一端连接有注浆管。通过注浆管对静力破碎剂进行输送。
15.进一步地，所述环形储气筒内设有压缩活塞板，所述压缩活塞板与环形储气筒滑动密封连接。通过控制压缩活塞板移动的方式对环形储气筒内的空气进行压缩输送，从而便于向止浆气垫内输送压缩气体。所述压缩活塞板远离顶板一侧转动连接有联动活塞杆。联动活塞杆起到连接压缩活塞板与驱动控制件的作用，便于通过控制联动活塞杆的移动对压缩活塞板进行移动控制。
16.进一步地，所述联动活塞杆与环形储气筒螺纹连接。通过内外螺纹的相互配合对联动活塞杆起到移动导向与锁止限位的作用。所述联动活塞杆位于环形储气筒外的一端固定连接有驱动控制件。通过向驱动控制件施加作用力的方式控制联动活塞杆进行移动。
17.进一步地，所述锚杆内开设有压缩限位槽，所述压缩限位槽与流道封堵件相匹配。通过压缩限位槽为流道封堵件提供了压缩移动空间，从而便于通过流道封堵件的移动解除对排气流道的封堵状态。所述压缩限位槽内设有支撑弹簧，所述支撑弹簧与流道封堵件相连接。支撑弹簧起到连接流道封堵件与锚杆的作用，便于通过支撑弹簧的收缩与复位对流道封堵件起到支撑复位的作用。
18.进一步地，所述排气流道远离流道封堵件的一侧螺纹连接有排气件。通过排气件对空心球起到收纳存储的作用。所述排气件空心设置。通过排气件对排气流道内的气体起到导通排出的作用。
19.进一步地，所述排气件内设有空心球。使得空心球在排气流道内气体的作用下与排气件发生碰撞，从而通过空心球与排气件碰撞产生声音的方式对排气流道的气体导出状态起到控制作用。所述空心球的两侧均设有限位滤网，所述限位滤网与排气件相连接。通过限位滤网对空心球起到支撑限位的作用。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
21.本实用新型通过设置自适应止浆机构，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆的止浆塞在使用过程中可根据注浆孔孔径的变化进行相应的变化，提高了硬岩硐室拓高注浆锚杆对注浆孔的封孔效果，提高了硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用效果；
22.通过设置自鸣式排气机构，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆在注浆过程中具备提示功能，提高了对注浆状态进行判断的准确性，增加了硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用可靠性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型一实施例中一种硬岩硐室拓高注浆锚杆的立体图；
25.图2为图1中a处结构示意图；
26.图3为本实用新型一实施例中一种硬岩硐室拓高注浆锚杆的剖视图；
27.图4为图3中b处结构示意图；
28.图5为图3中c处结构示意图；
29.图6为图3中d处结构示意图；
30.图7为本实用新型一实施例中一种硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用状态示意图。
31.图中：1.锚杆、101.连接管件、102.注浆管、2.自适应止浆机构、201.顶板、202.止浆塞、203.止浆气垫、204.环形储气筒、205.导引气管、206.压缩活塞板、207.联动活塞杆、208.驱动控制件、3.自鸣式排气机构、301.排气流道、302.流道封堵件、303.支撑弹簧、304.排气件、305.空心球、306.限位滤网。
具体实施方式
32.以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
33.本实用新型公开了一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，参图1-图7所示，包括：锚杆1、自适应止浆机构2、一组自鸣式排气机构3。
34.具体地，锚杆1内开设有注射腔。通过开设注射腔便于对静力破碎剂进行导通输送。
35.参图1-图4所示，锚杆1远离止浆塞202的一端螺纹连接有连接管件101，连接管件101与注射腔相连通。通过连接管件101对注浆管102起到连接限位的作用，可根据使用场景的不同更换不同长度的注浆管102，提高了使用便捷性。
36.具体地，锚杆1的外侧设有外螺纹，外螺纹与顶板201、止浆塞202相匹配。便于通过内外螺纹内的相互配合对顶板201、止浆塞202起到锁止固定的作用。同时，可通过顶板201、止浆塞202沿锚杆1外侧的外螺纹进行移动的方式对锚杆1伸入注浆孔内的长度起到调节控制的作用。
37.参图1所示，连接管件101远离锚杆1的一端连接有注浆管102。通过注浆管102对静力破碎剂进行输送。
38.参图1-图4所示，自适应止浆机构2设于锚杆1的一侧。便于通过自适应止浆机构2对锚杆1支撑定位的作用。同时，便于通过自适应止浆机构2对注浆孔起到封孔控制的作用。自适应止浆机构2包括顶板201。顶板201对止浆塞202起到支撑固定的作用，便于通过顶板201与被破裂位置相抵触的方式对锚杆1进行限位。
39.参图3-图4所示，顶板201的一侧固定连接有止浆塞202。通过止浆塞202对止浆气
垫203起到收纳限位的作用。同时，通过止浆塞202对注浆孔起到初步封孔的作用。
40.优选地，顶板201与止浆塞202均与锚杆1螺纹连接。便于通过内外螺纹的相互配合对顶板201、止浆塞202进行位置调整，从而便于对锚杆1伸入注浆孔内的深度起到调节控制作用。
41.参图3-图4所示，止浆塞202的外侧连接有止浆气垫203。通过止浆气垫203的变形收缩使得止浆塞202可对边缘不规则的注浆孔进行有效封孔。同时，便于通过控制止浆气垫203的膨胀对不同孔径的注浆孔进行封孔处理。
42.参图3-图4所示，顶板201背离止浆塞202的一侧固定连接有环形储气筒204，环形储气筒204套设于锚杆1的外侧。环形储气筒204起到存储气体的作用。环形储气筒204与止浆气垫203之间连通有导引气管205。导引气管205起到连通环形储气筒204与止浆气垫203的作用，便于使得环形储气筒204内的气体在压缩活塞板206的压缩作用下沿导引气管205输送至止浆气垫203内。
43.参图3-图4所示，环形储气筒204内设有压缩活塞板206，压缩活塞板206与环形储气筒204滑动密封连接。通过控制压缩活塞板206移动的方式对环形储气筒204内的空气进行压缩输送，从而便于向止浆气垫203内输送压缩气体。
44.参图3-图4所示，压缩活塞板206远离顶板201一侧转动连接有联动活塞杆207。联动活塞杆207起到连接压缩活塞板206与驱动控制件208的作用，便于通过控制联动活塞杆207的移动对压缩活塞板206进行移动控制。
45.具体地，联动活塞杆207与环形储气筒204螺纹连接。通过内外螺纹的相互配合对联动活塞杆207起到移动导向与锁止限位的作用。
46.参图3-图4所示，联动活塞杆207位于环形储气筒204外的一端固定连接有驱动控制件208。通过向驱动控制件208施加作用力的方式控制联动活塞杆207进行移动。
47.参图3-图6所示，一组自鸣式排气机构3设于锚杆1内。便于通过一组自鸣式排气机构3对注浆孔起到自鸣式排气的作用，从而提高了对注浆孔内注浆状态进行判断的便捷性。
48.参图3-图6所示，自鸣式排气机构3包括排气流道301。便于在对注浆孔进行注浆的过程中，使得注浆孔内的空气沿排气流道301进行排出，提高了对注浆孔进行注浆的流畅性，同时，避免了注入到注浆孔内的静力破碎剂中含有气孔的情况，提高了静力破碎剂的充满效果。
49.参图3-图6所示，排气流道301远离环形储气筒204的一侧设有流道封堵件302，流道封堵件302与排气流道301相匹配。便于通过流道封堵件302的移动对排气流道301与注浆孔的连通状态起到控制作用，从而减小了静力破碎剂对排气流道301造成堵塞的情况，提高了排气流道301的导通稳定性。
50.其中，锚杆1内开设有压缩限位槽，压缩限位槽与流道封堵件302相匹配。通过压缩限位槽为流道封堵件302提供了压缩移动空间，从而便于通过流道封堵件302的移动解除对排气流道301的封堵状态。
51.参图3-图5所示，压缩限位槽内设有支撑弹簧303，支撑弹簧303与流道封堵件302相连接。支撑弹簧303起到连接流道封堵件302与锚杆1的作用，便于通过支撑弹簧303的收缩与复位对流道封堵件302起到支撑复位的作用。
52.参图3-图6所示，排气流道301远离流道封堵件302的一侧螺纹连接有排气件304。
通过排气件304对空心球305起到收纳存储的作用。排气件304空心设置。通过排气件304对排气流道301内的气体起到导通排出的作用。
53.参图3-图6所示，排气件304内设有空心球305。使得空心球305在排气流道301内气体的作用下与排气件304发生碰撞，从而通过空心球305与排气件304碰撞产生声音的方式对排气流道301的气体导出状态起到控制作用。空心球305的两侧均设有限位滤网306，限位滤网306与排气件304相连接。通过限位滤网306对空心球305起到支撑限位的作用。
54.参图7所示，在具体使用过程中，将锚杆1放置在注浆孔内，根据注浆孔的深度，通过顶板201、止浆塞202沿锚杆1外螺纹移动的方式对锚杆1伸入到注浆孔内的深度进行调节控制，并且通过顶板201对锚杆1进行定位，通过止浆塞202对注浆孔进行初步封孔。
55.随后，根据注浆孔孔径的大小通过利用驱动控制件208旋转的方式带动联动活塞杆207旋转，联动活塞杆207在内外螺纹的作用下带动压缩活塞板206对环形储气筒204内的空气进行压缩，环形储气筒204内压缩的空气在导引气管205的作用下输送至止浆气垫203内，通过止浆气垫203的膨胀对注浆孔起到辅助封孔的作用。
56.封孔完成后，通过注浆管102对连接管件101与注浆机进行连接，调配好的静力破碎剂在注浆机的作用下沿注浆管102、连接管件101输送至锚杆1内，静力破碎剂在注射腔的作用下输送至注浆孔内。
57.在对注浆孔进行注浆的过程中，注浆孔的体积随静力破碎剂的填充逐渐减小，使得注浆孔内的气压增大，此时，流道封堵件302在外界气压的作用下对支撑弹簧303进行压缩，从而使得排气流道301与注浆孔连通，随后注浆孔内的空气可沿排气流道301、排气件304排出，在排气件304对空气排出的过程中，空心球305在气流作用下与排气件304发生碰撞，通过空心球305与排气件304碰撞的方式对注浆孔内的注浆状态进行判断。
58.当注浆孔内填充趋向于完成时，注浆孔内的大部分气体也排出，此时，流道封堵件302在支撑弹簧303的作用下继续对排气流道301进行封堵，减小了静力破碎剂进入到排气流道301内的风险，当空心球305的碰撞声逐渐降低至无声时，可通过反向旋转驱动控制件208的方式将止浆气垫203内的气体抽回至环形储气筒204内，从而使得止浆气垫203解除注浆孔的封堵状态，随后，可将锚杆1抽离出注浆孔，并采用黄泥等材料对注浆孔进行封堵，完成注浆过程。
59.由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：
60.本实用新型通过设置自适应止浆机构，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆的止浆塞在使用过程中可根据注浆孔孔径的变化进行相应的变化，提高了硬岩硐室拓高注浆锚杆对注浆孔的封孔效果，提高了硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用效果，通过设置自鸣式排气机构，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆在注浆过程中具备提示功能，提高了对注浆状态进行判断的准确性，增加了硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用可靠性。
61.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
62.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，包括：锚杆（1）；自适应止浆机构（2），设于所述锚杆（1）的一侧，所述自适应止浆机构（2）包括顶板（201），所述顶板（201）的一侧固定连接有止浆塞（202），所述顶板（201）与止浆塞（202）均与锚杆（1）螺纹连接，所述止浆塞（202）的外侧连接有止浆气垫（203），所述顶板（201）背离止浆塞（202）的一侧固定连接有环形储气筒（204），所述环形储气筒（204）套设于锚杆（1）的外侧，所述环形储气筒（204）与止浆气垫（203）之间连通有导引气管（205）；一组自鸣式排气机构（3），设于所述锚杆（1）内，所述自鸣式排气机构（3）包括排气流道（301），所述排气流道（301）远离环形储气筒（204）的一侧设有流道封堵件（302），所述流道封堵件（302）与排气流道（301）相匹配。2.根据权利要求1所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述锚杆（1）内开设有注射腔，所述锚杆（1）远离止浆塞（202）的一端螺纹连接有连接管件（101），所述连接管件（101）与注射腔相连通。3.根据权利要求2所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述锚杆（1）的外侧设有外螺纹，所述外螺纹与顶板（201）、止浆塞（202）相匹配，所述连接管件（101）远离锚杆（1）的一端连接有注浆管（102）。4.根据权利要求3所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述环形储气筒（204）内设有压缩活塞板（206），所述压缩活塞板（206）与环形储气筒（204）滑动密封连接，所述压缩活塞板（206）远离顶板（201）一侧转动连接有联动活塞杆（207）。5.根据权利要求4所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述联动活塞杆（207）与环形储气筒（204）螺纹连接，所述联动活塞杆（207）位于环形储气筒（204）外的一端固定连接有驱动控制件（208）。6.根据权利要求1所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述锚杆（1）内开设有压缩限位槽，所述压缩限位槽与流道封堵件（302）相匹配，所述压缩限位槽内设有支撑弹簧（303），所述支撑弹簧（303）与流道封堵件（302）相连接。7.根据权利要求6所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述排气流道（301）远离流道封堵件（302）的一侧螺纹连接有排气件（304），所述排气件（304）空心设置。8.根据权利要求7所述的一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，其特征在于，所述排气件（304）内设有空心球（305），所述空心球（305）的两侧均设有限位滤网（306），所述限位滤网（306）与排气件（304）相连接。

技术总结
本实用新型公开了一种硬岩硐室拓高注浆锚杆，包括：锚杆、自适应止浆机构、一组自鸣式排气机构。自适应止浆机构设于锚杆的一侧，自适应止浆机构包括顶板，顶板的一侧固定连接有止浆塞，顶板与止浆塞均与锚杆螺纹连接，止浆塞内连接有止浆气垫，顶板背离止浆塞的一侧固定连接有环形储气筒，环形储气筒与止浆气垫之间连通有导引气管。本实用新型通过设置自适应止浆机构及自鸣式排气机构，提高了硬岩硐室拓高注浆锚杆对注浆孔的封孔效果，提高了硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用效果，使得硬岩硐室拓高注浆锚杆在注浆过程中具备提示功能，提高了对注浆状态进行判断的准确性，增加了硬岩硐室拓高注浆锚杆的使用可靠性。高注浆锚杆的使用可靠性。高注浆锚杆的使用可靠性。


技术研发人员：吴泽辉 李文杰 谢士猛 高盛翔 何倩 杜占吉 张磊 李璐
受保护的技术使用者：徐州中矿岩土技术股份有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/13