等很全螺仗铭杆的研制与应用.pdf

‘ 东 斌 9 种 拔 2 0 0 1 年第4 期 等很全螺仗铭杆的研制与应用 新注矿业集团 龙升公司 赵志栋 新汉矿业集团 技术中心范合玉 摘要等强全螺纹锚杆是一种经特殊工艺加工制成的 特殊连续螺纹杆体与粘结剂配套使用的高强锚杆， 可实现端锚 半 锚 及 全 长 锚固 ， 具有 锚固 力大、 安 装施 工 速 度快、 能 立即 承载的 特点 。 可 用于 矿山 巷 道 及隧 道工 程的 支 护。 关键词等强全螺纹锚杆支护锚固剂 1 概述 煤矿锚杆支护出现了各种形式的支护技术和产品， 单 就锚杆产品就有倒楔锚杆、 水泥锚杆、 管缝锚杆、 水力膨胀 锚杆、 注浆锚杆、 钢纹线锚杆及树脂锚杆等， 但目 前用量较 大， 发展速度较快的是树脂锚杆。而以往的树脂锚杆锚固 形式主要有两种， 一是端头锚固式锚杆， 由直径 1 6 一 2 0 m m 的圆钢加工而成; 其次是全长锚固螺纹钢锚杆， 由直径2 0 一 2 5 m m的建筑螺纹钢加工制成。它们在使用中存在以下 问题 1 端头锚固式锚杆紧固端采取冷拔滚丝或车床加 工成标准外螺纹， 锚固端头拍扁拧成反麻花， 其有效截面 积 缩 小了1 0 一 2 0 ， 抗拉 强度 降 低。 即 使采 用 冷 拔 工 艺制 作， 抗拉强度有所提高， 但没有明显的屈服点， 且延伸率只 有6 一 1 2 原延伸率为3 5 ， 容易发生脆断。特别是螺 纹及垫圈焊接处是薄弱环节， 很容易产生应力集中， 质量 也很难控制; 2 杆体加工量较大， 且加工费用较高， 约占 材料费的1 0 一 1 5 ; 3 杆体材料大多采用Q 2 3 5 钢材， 强 度低、 机构综合性能较差; 4 由于有效截面积降低， 不能 充分发挥材料潜能。因此， 根据国外巷道锚杆支护材料的 发展趋势及国内专用锚杆材料的研究情况， 研制了等强全 螺纹锚杆， 提高了巷道支护效果， 降低了支护成本。 2 等强全蛛纹锚杆的结构及主要技术参数、 锚固机理 2 . 1 等强全螺纹锚杆的结构及主要参数 等强全螺纹锚杆主要由杆体、 托盘、 特制螺纹及树脂 锚固剂组成。 1 杆体 锚杆材质选择较为经济合理的合金结构钢 2 0 M n S i 。在杆体规格上， 考虑到今后锚杆向全长锚固和高 强方向发展， 定为五种规格， 分别为 D 1 6 n mm , 0 1 8 m m , C Om m , D 2 2 m m和 0 2 5 mm ， 抗拉载荷分别大于 l 0 0 k N , 1 2 6 k N , 1 5 6 k N , 1 8 9 k N和2 4 5 k N ， 材料的屈服极限不小于 3 4 5 M P a ， 抗拉强度不小于5 1 0 M P a ， 延伸率大于1 5 . 2 锚固剂树脂锚固剂规格采用直径 2 3 n u n 和 2 8 m m ， 锚固长度可根据孔径、 杆体直径和现场需要的锚固 力的大小确定， 对全长锚固和特殊用途的锚固， 可对配方 作某些调整。 3 托盘与螺母 锚杆托盘可采用钢板冷压成碟形托 盘， 也可采用球铁制作， 但强度与杆体配套。螺母应便于 装卸， 且强度不低于锚杆杆体强度， 其材质选用合金结构 钢。 2 . 2 等强全螺纹锚杆的锚固 机理 首先用等强全螺纹锚杆杆体将树脂锚固剂送至预先 钻好的岩孔底部 全长锚固或超长锚固 应分先快速后慢速 装人锚固剂 ， 然后启动锚杆钻机， 通过连接件或组合螺母 带动杆体旋转， 使杆体在旋转力的作用下充分搅拌锚固 剂， 从而使锚固剂、 杆体及岩孔壁三者牢固地粘结在一起。 等强全螺纹锚杆具有以下几种功能 1 树脂锚固剂 能够得到充分搅伴， 以 提高锚固效果; 2 杆体与锚固剂极 其附件配套， 且等强、 高强、 适应性强; 3 易于实现各种方 式的锚固; 4 便于现场施工操作; 5 便于加工制造。 3 锚杆工艺流程及有关配套工艺设备 3 . 1 工艺流程 杆体 下料一加热轧制冷却检测定尺组装 以 来， 风机性能比较稳定， 连续运行时间长， 风机全风压 高， 吸风量大， 一 5 5 0 西大巷供风距离3 5 0 0 m时， 工作面风 量达到1 5 9 . 9 m 3 / m i n ， 巷道空气温度为2 2 C ， 工作面气候条 件符合规定要求。 因 此， 采用高风压、 大功率、 效率高的大功率对旋风 机， 配备合适的风筒， 能够解决大断面、 长距离掘进工作面 的供风问题。 作者简介 钱等兴1 9 6 5 年生， 1 9 9 1 年毕业中国矿业大 学矿井通风与安全专业， 一直从事于矿井通风与安全工 作， 现为协庄煤矿生产技术部工程师。 万方数据 2 0 0 1 年第4 期 ‘ 东 伐 荞 种 找 直接堵漏注浆法治理顶底扳出水点 新汉矿业集团公司南冶煤矿卢明堂 摘 要 该文介绍了 采用直接堵漏注浆法， 即 打孔泄水卸压， 浅层低压加固 表层封水， 深孔高压注浆等新工艺治理顶底 板水， 在不影响掘进进度的情况下， 取得了 非常好的效果。 关 键词 直 接 拷漏 注 浆 治 理 底 板 水 以下。 1 工程概况3 方案设计及事例分析 南冶煤矿一 粼 刃北区石门位于井筒东翼一 粼 刃水平， 开门点在- 4 0 0 东大巷与3 2 1 5 石门交叉点以东 l o m处， 掘 进方位7 8 0 ， 石门总长度2 8 0 0 m ， 为南冶煤矿到扩大区的集 中运输大巷， 其净宽4 . 3 m ， 净高3 . 9 m ， 净断面1 4 . 5 时。 大 巷在掘进过程中出现了三处涌水量在0 . 3 时/ m i n 以上的 出水点和零星 滴水点， 使石门的涌水量达到2 .5 时/ m in . 2 课题的提出 一 4 0 北石门是南冶矿下一步开采孝义区的唯一一 条运输大巷， 巷道内长期出水， 对安全生产不利。1 9 9 8 年 底， 对- 闷 加北石门3 0 0 一 5 0 0 m范围内的顶底板出水点进 行注浆堵水， 使石门的涌水量由2 . 5 m / m i n 降到1 时/ m i n 直接堵漏注浆法治理开放式出水点是在迎头预注浆 经验的基础上总结出来的一种新的注浆堵水方法， 是一种 先进的注浆技术。用这种技术， 在巷道内 堵水时不需要构 筑止浆垫， 在出水点开放的情况下注浆、 堵水， 不影响迎头 正常掘进。其工作步骤为 打孔泄水卸压浅孔低压加固 表层封水深孔高压注浆。南冶矿已成功的在一 4 0 0 北 石门封堵了顶板水两处、 底板水一处， 涌水量由原来的1 . 6 时/ m i n 降低到0 . 1 耐/ m in . - 4 0 北石底板门出水点位于开门点以内4 9 0 m至 4 9 8 m 处的范围内， 出水面积2 5 扩， 涌水量达1 . 0 3 时/ m i n , 静水压力4 M P a 左右， 出 水点巷道围岩为侏罗纪红砂岩层， 由于侏罗纪红砂岩为泥质中细砂岩， 抗压强度小， 放炮震 一检验入库 螺母 螺母型壳烘型冶练一浇注‘清砂割件一 抛丸一磨件检查 托盘 造型冶练斗孕育球化浇注清砂检查 人库 3 . 2 工艺设备 1 轧钢生产线 用于轧制全螺纹等强锚杆杆体。 2 精密铸造生产线 用于制造专用螺母。 3 铸造及冲压生产线 用来生产各类托盘。 4 树脂锚固剂生产线 用来生产树脂锚固剂。 5 性能检测实验室 用来日 常检测锚杆产品。 支护成本的有效途径。经过新坟矿业集团公司推广应用 及在徐州矿业集团、 大屯煤电公司、 湖南、 青海、 安徽皖北 等地区推广应用， 效果良 好。 5 结论 4 技术经济效益和推广应用前景 通过技术经济效益分析比 较， 等强全螺纹锚杆在技术 性能上， 采用合理的结构和选材， 与同规格的圆钢冷拔及 圆钢车制螺纹锚杆相比， 抗拉强度提高4 0 以上， 与螺纹 钢车制滚丝锚杆相比， 其综合指标优于此锚杆; 经济上， 材 料能够得到充分地利用， 而且加工制作简单， 降低了材料 制作费用。 通过型式检验、 工业性试验及推广应用证明， 该锚杆各项指标均达到了标准要求， 是提高支护强度降低 1 该锚杆结构和选材合理， 使用长度可根据现场情 况任意截取， 操作使用安全方便， 具有技术上的先进性; 2 强度高， 承载能力大。 在同 样的 锚固 长度下， 比 普 通锚杆杆体与锚固剂间的粘结力高; 3 扩大了 锚杆支护的 应用范围， 可实现端锚、 超长锚 及全锚， 具有自 身等强的特点; 4 与等强全螺纹锚杆的锚杆机具配合， 可实现锚杆 钻装机械化， 大大减轻职工的劳动强度， 提高劳动生产率， 保证锚杆的安装质量; s 材料得到充分地利用， 用它制造的等强全螺纹系 列锚杆比原普通型锚杆材料节省2 0 以上， 如按 1 0 0 万套 锚杆计， 可节约钢材6 0 余t ; 6 简化了 加工制作工序， 在同样性能情况下， 比 其他 锚杆加工成本可降低7 以上， 具有显著的经济效益。 万方数据