流体通道切换装置、包含该装置的锚杆及其施工方法与流程

    技术2026-05-03  14


    本发明涉及锚固装置,特别涉及一种流体通道切换装置、包含该装置的锚杆及其施工方法。


    背景技术:

    1、目前,岩土及矿山、隧道领域中,通常采用锚杆支护,常用锚杆有树脂锚杆和砂浆锚杆等。矿井巷道支护系统中,树脂锚杆具有凝固时间短、受力快的特点,但树脂材料成本很高。

    2、树脂锚杆的施工过程为:(1)钻锚孔、(2)将树脂卷送入锚孔内、(3)插入锚杆、(4)锚杆转动搅碎树脂卷,使树脂卷混合凝固后对锚杆进行锚杆。其中第二步,树脂卷的送入通常通过高压水或高压气直接将树脂卷推入锚孔的底部,但是使用过程,由于锚孔的轴线不是标准直线(即孔不直)、树脂卷与锚孔之间摩擦力大以及树脂卷本身柔软,导向性差等因素的影响,导致树脂卷很难送到位。

    3、为解决该问题,现有技术中提出了一种煤矿用钻锚检验一体化锚杆如公开号为cn114542131a的专利,其存在如下不足:后端的接头必需设置两个进水通道,同时还需要高、低压水配合钻进,如此增加了设备的适配难度,需要专业设备或接头驱动,通用性差。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种流体通道切换装置、包含该装置的锚杆及其施工方法,通过设置流体通道切换装置可实现冷却水路及锚固剂挤出水路的自由切换,不论是钻进还是锚固剂挤出均共用同一进水通道的低压水,因此无需设置多个进水通道;由于共用同一通道的低压水,因此本方案的锚杆仅需常规设备即可施工,无需匹配专业设备,通用性大大提高;同时无高、低压水的切换简化了操作。

    2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

    3、一种流体通道切换装置,包括驱动件、两端贯通的连接套、两端贯通的切换套,所述连接套的第一端设有与其内腔连通的进水孔,所述切换套同轴设置在所述连接套内部;

    4、所述进水孔及切换套的内腔形成从连接套外部进水的第一通道,所述连接套的第一端和切换套的第一端形成从连接套内部进水的第二通道;

    5、所述驱动件设置在所述连接套的第二端,用于驱动切换套运动,与连接套产生相对位移,从而关闭或打开第一通道。

    6、进一步地,所述连接套的第二端设有驱动槽,所述切换套上设有限位槽,所述驱动件经驱动槽伸入限位槽,所述驱动件可沿驱动槽滑动,所述驱动件滑动时通过限位槽带动切换套与连接套产生相对位移。

    7、进一步地,所述连接套和切换套均为圆套结构,所述驱动槽为沿所述连接套周向同轴设置的圆弧形槽,所述限位槽为螺旋槽。

    8、进一步地,所述连接套的第二端端面沿其轴向设有安装槽,所述安装槽与所述驱动槽连通;所述限位槽的其中一端延伸至切换套的第二端端面形成开口。

    9、进一步地,所述连接套和切换套均为圆套结构,所述驱动槽为螺旋槽,所述限位槽为沿切换套轴向设置的条形槽。

    10、进一步地,所述切换套的外壁设有第一密封圈和第二密封圈,所述第一密封圈和第二密封圈之间形成密封段;

    11、所述密封段运动至进水孔时,进水孔与切换套的内腔断开。

    12、一种包含所述流体通道切换装置的锚杆,所述锚杆内部设有药仓管,所述药仓管内设有锚固剂,所述连接套设置在锚杆的杆体与钻头之间,所述药仓管的其中一端与所述连接套的第一端相连接,所述驱动件与所述钻头内壁相连接;

    13、所述药仓管的外壁与锚杆的杆体内壁之间形成进水间隙,所述进水间隙与第一通道连通。

    14、进一步地,所述连接套外壁上设有连接台,所述连接套通过连接台与所述杆体端部固定连接,所述钻头通过驱动件与所述连接套转动连接。

    15、一种包含流体通道切换装置的锚杆的施工方法,包括如下步骤:

    16、s1、钻锚孔:锚杆转动并通过首端的钻头钻进,钻进时第一通道连通,冷却水经进水间隙、第一通道经钻头上的冷却孔流出;

    17、s2、锚杆固定:(1)锚固剂挤出:钻头钻进到位后,使钻头顶紧锚孔的底部,之后锚杆转动,转动方向与s1钻进时转动方向相反;切换套在驱动件、驱动槽、限位槽的作用下沿其轴向运动至封堵第一通道;冷却水挤压锚固剂从第二通道经钻头挤出至锚孔内;

    18、锚固剂搅拌:锚固剂完全挤出至锚孔内时,锚杆继续转动搅拌锚固剂;等待t1时长至锚固剂凝固;

    19、预应力施加:锚固剂凝固后施加预应力。

    20、本发明的有益效果是:

    21、1)本发明通过设置流体通道切换装置可实现冷却水路及锚固剂挤出水路的自由切换,不论是钻进还是锚固剂挤出均共用同一进水通道的低压水,因此无需设置多个进水通道。

    22、2)由于共用同一通道的低压水,因此本方案的锚杆仅需常规设备即可施工,无需匹配专业设备,通用性大大提高。

    23、3)无高、低压水的切换简化了操作。



    技术特征:

    1.一种流体通道切换装置,其特征在于:包括驱动件、两端贯通贯通的连接套、两端贯通的切换套,所述连接套的第一端设有与其内腔连通的进水孔,所述切换套设置在所述连接套内部;

    2.根据权利要求1所述流体通道切换装置,其特征在于:所述连接套的第二端设有驱动槽,所述切换套上设有限位槽,所述驱动件经驱动槽伸入限位槽,所述驱动件可沿驱动槽滑动,所述驱动件滑动时通过限位槽带动切换套与连接套产生相对位移。

    3.根据权利要求2所述流体通道切换装置,其特征在于:所述连接套和切换套均为圆套结构,所述驱动槽为沿所述连接套周向同轴设置的圆弧形槽,所述限位槽为螺旋槽。

    4.根据权利要求3所述流体通道切换装置,其特征在于:所述连接套的第二端端面沿其轴向设有安装槽,所述安装槽与所述驱动槽连通;所述限位槽的其中一端延伸至切换套的第二端端面形成开口。

    5.根据权利要求2所述流体通道切换装置,其特征在于:所述连接套和切换套均为圆套结构,所述驱动槽为螺旋槽,所述限位槽为沿切换套轴向设置的条形槽。

    6.根据权利要求3或5所述流体通道切换装置,其特征在于:所述切换套的外壁设有第一密封圈和第二密封圈,所述第一密封圈和第二密封圈之间形成密封段;

    7.一种包含权利要求1-6任一项所述流体通道切换装置的锚杆,其特征在于:所述锚杆内部设有药仓管,所述药仓管内设有锚固剂,所述连接套设置在锚杆的杆体与钻头之间,所述药仓管的其中一端与所述连接套的第一端相连接,所述驱动件与所述钻头内壁相连接;

    8.根据权利要求7所述锚杆,其特征在于:所述连接套外壁上设有连接台,所述连接套通过连接台与所述杆体端部固定连接,所述钻头通过驱动件与所述连接套转动连接。

    9.一种包含流体通道切换装置的锚杆的施工方法,其特征在于:包括如下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种流体通道切换装置、包含该装置的锚杆及其施工方法,包括驱动件、两端贯通的连接套、两端贯通的切换套,所述连接套的第一端设有与其内腔连通的进水孔;所述进水孔及切换套的内腔形成从连接套外部进水的第一通道,所述连接套的第一端开口和切换套的第一端开口形成从连接套内部进水的第二通道;本发明通过设置流体通道切换装置可实现冷却水路及锚固剂挤出水路的自由切换,不论是钻进还是锚固剂挤出均共用同一进水通道的低压水,因此无需设置多个进水通道;由于共用同一通道的低压水,因此本方案的锚杆仅需常规设备即可施工,无需匹配专业设备,通用性大大提高;同时无高、低压水的切换简化了操作。

    技术研发人员:马伟斌,张金龙,邹文浩,吴航,徐浩田,郭小雄,安哲立,李思军,高红杰,王勇,袁振宇,徐湉源,赵鹏,李尧,王志伟,赵洪勇,柴金飞,许学良,罗驰,韩嘉强,马召辉,王子洪,郑泽福,彭旸,随意,王辰,张森,陈燕,马晓璇
    受保护的技术使用者:中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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