集成化树脂锚杆组件及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种集成化树脂锚杆组件及其安装方法。
背景技术
目前树脂锚杆在实际使用时，安装顺序为：打完孔后人工向孔内安装锚固剂，再通过锚杆钻机带动锚杆杆体旋转搅拌药卷实现锚固，再旋拧螺母预紧锚杆。由于树脂药卷多、顶板成孔差、机具扭矩不高等因素影响，锚杆安装时容易失效；同时旋转锚杆杆体和旋拧螺母的接口不一致，需更换接口。总体安装工序多，操作复杂耗时长，工人操作比较困难。
也有一体化的树脂锚杆，采用气压或者水压将中空杆体内部的树脂锚固剂推出，但在实际使用中，气压或水压与中空杆体的接头密封性差，易泄压导致推力不够无法将树脂锚固剂推出；或是活塞的密封性能不足，导致水往树脂锚固剂渗透，降低锚固性能。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种集成化树脂锚杆组件及其安装方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种集成化树脂锚杆组件，包括：中空杆体、止浆塞、垫板、球形螺母和推出装置，在所述中空杆体内依次设置止推环、树脂锚固剂和密封活塞，所述密封活塞包括螺栓、螺母和大、小密封垫圈，所述密封垫圈与中空杆体内壁采用过盈配合。
本发明还提供了一种集成化树脂锚杆安装方法，包括如下步骤：
步骤一、成孔后将锚杆送入锚孔顶部并固定；
步骤二、采用推出装置将树脂锚固剂推出，同时采用锚杆台车机械臂旋转球形螺母使树脂锚固剂充分混合；
步骤三、待树脂锚固剂凝固后再旋转球形螺母同时往前推，冲破球形螺母尾部使其旋进，预紧锚杆即完成安装。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明通过止推环、密封活塞和推出装置三者配合，实现完整将树脂锚固剂送入到预定位置，保证达到最佳的锚固效果，且结构简单，成本较低；
(2)本发明的球形螺母能够一物两用，使锚杆安装工序变得更加简单方便；
(3)本发明的推出装置占用空间小，在煤矿巷道的狭窄环境下使用非常方便。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为集成化树脂锚杆总体图；
图2为集成化树脂锚杆的结构示意图；
图3为密封活塞的结构示意图；
图4为止推环的结构示意图；
图5为球形螺母的结构示意图；
图6为推出装置的结构示意图；
图7为推杆工作示意图。
具体实施方式
一种集成化树脂锚杆组件，如图1所示，包括：止推环1、树脂锚固剂2、中空杆体3、密封活塞4、止浆塞5、垫板6、球形螺母7、滚轮组8、钢索9、卷线滚筒10等，其中：
集成化树脂锚杆的结构如图2所示，包括：止推环1、树脂锚固剂2、中空杆体3、密封活塞4、止浆塞5、垫板6、球形螺母7。
以下对集成化树脂锚杆的主要部件的结构设计特点详细描述如下：
(1)中空杆体3结构设计
现有的中空杆体由于加工工艺原因内部会有波形螺纹，不利于密封；而若只加工球形螺母所在端的螺纹，锚固端不加工波形螺纹，会造成而树脂锚固剂与中空杆体之间的粘结性能下降，从而导致锚固力降低。
采用新的加工工艺，使其外部全为波形螺纹，内部为直孔贯通，这样既能保证良好的密封性又能保证有足够的锚固力。
(2)密封活塞4结构设计
密封活塞结构如图3所示，包括：螺母41、小密封垫圈42、螺母垫片43、大密封垫圈44、螺栓45，其中：在螺栓45上并列设置两个螺母41，在两个螺母之间设置小密封垫圈42，在小密封垫圈42和第二个螺母之间设置螺母垫片43，在螺栓45的大端和螺母之间设置大密封垫圈44。
由于密封垫圈与中空杆体内壁采用过盈配合，且一个密封活塞配备了一大一小两个密封垫圈。其中大密垫圈位置靠后，主要作用为密封，小密垫圈位置靠中，作用为保持密封活塞居中以及辅助密封。这样保证了在静止状态下密封活塞的密封性；密封活塞在运动时，由于密封垫圈的外径大于锚杆杆体内径，因此密封垫圈超出部分往外翻，保证了密封活塞在运动时仍有良好的密封性，可防止树脂锚固剂破碎后回流，保证树脂锚固剂全部进入锚杆体与锚孔的间隙中。
同时密封活塞除了密封垫圈外，均采用国标件，组装方便，制造成本低。
(3)止推环1结构设计
止推环结构如图4所示，其主体为铁环11，在铁环上设有三、四片刀片12。刀片有一定锋利程度的刃口，使其在树脂锚杆运输、储存过程中不会划破树脂锚固剂，但能在密封活塞推出树脂锚固剂时，能轻松有效地刺破树脂锚固剂。
同时刀片还可以防止密封活塞被推出中空杆体。
(4)球形螺母7结构设计
球形螺母结构图如图5所示，现有的球形螺母都是螺纹贯穿，而本发明的球形螺母尾部留有2mm厚度并未加工螺纹，而是一个比中空杆体内径略小同时比柔性钢索大的通孔71。
其优点如下：装配好后能防止树脂锚固剂和密封活塞从球形螺母一端漏出。
同时在安装时，锚杆台车机械臂仅旋拧球形螺母，不往前移动，这样球形螺母由于尾部的阻碍不会往前旋进但会带动中空杆体旋转，从而实现搅拌树脂锚固剂的功能。待树脂锚固剂凝固后，机械臂在旋拧球形螺母的同时往前移动，冲破球形螺母尾部，使球形螺母往前移动，实现预紧中空杆体的功能。
(6)推出装置设计
推出装置结构如图6所示，采用柔性钢索9，电机驱动滚轮组8将钢索9送入中空杆体内部，推动活塞和树脂锚固剂，到达位置后，使滚轮组夹紧钢索，防止其滑落。待中空杆体预紧后，滚轮组松开钢索，电机驱动卷线滚筒10，收回钢索。
推出装置占用空间小，非常适合煤矿巷道的狭窄环境下使用。
本发明的支护过程如下：
成孔后将锚杆送入锚孔顶部并固定，此时再利用钢索9将树脂锚固剂推出，推杆工作过程如图7所示。
树脂锚固剂2在止推环1、密封活塞4和钢索9的作用下破碎；在推出的同时旋转球形螺母使树脂锚固剂充分混合。
等待两分钟，待树脂锚固剂凝固后再旋转球形螺母同时往前推，冲破球形螺母尾部使其旋进，预紧锚杆即完成安装。
