摘 要

本发明公开了超高强一体化锚注支护装置及支护方法，涉及煤矿巷道围岩控制技术领域。该装置包括：注浆托盘，注浆托盘中心设有半球形凹槽，半球形凹槽底部设置有锥形台阶，锥形台阶内设有若干进浆孔，进浆孔内安装有进浆钢管；调心球头，调心球头与注浆托盘凹槽吻合且可自由转动，调心球头设有钻孔，调心球头的周侧设置有环形出浆凹槽，环形出浆凹槽内设置有若干出浆孔；注浆钢管，注浆钢管一端与调心球头固定连接，且注浆钢管周侧密布有通孔；注浆连接装置，进行注浆时注浆连接装置与进浆钢管相连通；垂直插入注浆钢管内的锚杆，锚杆穿过密封塞。本发明具有大流量、可调心、易施工等优点，能够有效提升实体锚杆注浆效率以及锚注支护强度与效果。

背景技术

在煤矿巷道围岩控制领域中，将注浆加固技术与锚杆锚索支护技术相结合形成“锚注”支护技术是一种广泛应用的复杂条件巷道围岩控制手段，能够显著提高围岩承载能力与锚杆锚索锚固性能，是实现复杂条件巷道围岩安全控制以及保障煤炭资源安全高效绿色开采的关键技术。目前，以“中空注浆锚索或中空注浆锚杆”为核心的高强度锚注支护方法在实际工程中应用广泛，如中国专利ZL200920226255.4、铁道行业标准TB/T3356-2014等，其主要利用锚索(杆)体的中空结构进行注浆，实现锚索(杆)全长锚固以及围岩裂隙胶结加固。但是，由于中空注浆锚索(杆)与相同直径条件下的实体锚索(杆)相比极限承载力明显降低，因此现有的高强度锚注支护技术难以满足实际井下复杂条件巷道支护强度要求。如何利用原有实体锚索(杆)进行围岩注浆加固，既实现围岩强化又实现锚索(杆)全长锚固，进而达到超越现有锚注支护强度的超高强一体化锚注支护效果，是当前采矿工程和岩土工程领域中的研究热点。

中国专利2019212039250、202211316440.9等提出了一种利用实心锚杆(索)进行注浆的装置和方法，但是这类技术在使用过程中普遍存在如下问题：

(1)由于进浆孔尺寸有限，导致浆液注入速度慢，注浆效率低；同时浆液中存在的大颗粒等杂质会造成进浆孔堵塞，导致注浆失败。

(2)当锚索(杆)钻孔与巷道表面不垂直时(即倾斜钻孔)，注浆装置安装难以实现紧密贴合岩面，一方面会导致注浆装置受剪切作用而破坏，另一方面会导致钻孔无法封闭密实，跑浆漏浆严重。

因此，现有的利用实体锚索(杆)进行注浆的装置和方法在煤矿井下复杂条件巷道应用中仍存在很大的改进空间。为满足实际复杂条件巷道超高强锚注支护的需求，迫切需要发明一种能够适用于实体锚索(杆)注浆的大流量、可调心、易施工的多功能高效注浆装置及锚注支护方法。