新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆的研究与应用
浅析玻璃钢锚杆在采矿工程中的应用前景
虽 然 玻璃 钢 锚 杆应 用前 景 广 阔 ， 但玻 璃 钢 这种
ｌ １ ０
陕
西
煤
炭
２ ０ １ ３， 正
材料 具有 自身 的缺 陷 ， 其抗 剪 、 抗扭 、 抗 弯能 力差 ， 而 这种 缺 陷是不 能通过 简单地 改变 锚杆 的结构 或生 产 工艺 而克 服 的 ， 因此 其 应 用 范 围还 是 会受 到 一 定 的
价格 低 ： 玻 璃钢 锚杆 刚开 始在 国 内应 用 的时候 ， 价格 较 高 ， 质量 较差 ， 性价 比不 如金 属锚杆 。但 是玻
因此 后 来逐渐 被 淘汰 。本 文就玻 璃锚 杆在 我 国采矿 工 程 中的应 用进 展与 前景 进行 分析 。
璃钢锚杆制造技术在我 国进 步很快 ， 玻璃钢锚杆 的 价格 ， 以直 径 ＋ ２ ０ ｍｍ， Ｌ＝２ ０ ０ ０ ｍ ｍ 的 锚杆 为 例 ， 玻璃 钢 锚 杆 的价 格 比螺 纹钢 锚 杆 每套 便
宜 ８～１ ０元 。
１ 玻璃钢锚杆 的特点及应用前景
１ ． １ 玻 璃钢 锚杆 的特 点 …
具 有 良好 的切 割 性 能 ： 将 其 用 于 回采 巷 道 工作
璃 钢锚 杆在 煤矿 及金 属矿 山的应 用情 况进行 了介 绍 。
关键 词 ： 玻 璃钢 锚杆 ； 煤 矿 支护 ； 回采巷 道 ； 新型粗 尾 全螺 纹式玻 璃钢 锚杆 中 图分类 号 ＿ ． Ｔ Ｄ ３ ５ ０ ． ４ 文献标 识 码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ４ ９ Ｘ【 ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ １ ０ ９～ ０ ３
接部 分往 往强 度 比较 弱 ， 成 为这种 锚 杆 的致 命 缺 陷 ，
的排列 方式 为单 向排 列 ， 且 玻璃纤 维 具有脆 性 ， 从 而
全螺纹等强锚杆的开发及应用
摘 要 ：全螺纹等强度锚杆是一种新型锚杆，其最主要优点是杆体不需：攻加工紧固螺纹，不仅简化了生产工艺，还实现了杆体 ：
全 长等 强 ．克服 了常 规锚 杆受 拉时产 生应 力集 中 区而 使杆 体强度 陴低 的缺 点 另外 ，较 大 的螺距 可使 锚 杆安 装速 度提 高 舟绍 了这 种锚 杆 的结构 、性 能和 特 点， 井对其 应用 及支 护效 果作 出 了评价 ，认 为全 螺纹 等强 锚杆 是ｒ 发展 前 途的 锚杆 ．是 较理 想的 锚杆 呻 有 支护 更新 换代产 品
Ｆ ｔ 【 Ｋ ｈ ｏ ｂ ｌ ｗｉ ］ 娜 ｎ ｓ 【 ｆ ｏｔ ｔ ｆ ｌ ｈ ｕ ｙ ｗ ｒ ａ ｓ ｎ ｑ ａ ｔ ， ｔ ｔ ｅ ｄ ｄｅ ｕ ｌ ｒ ￣ ｈ ｈ ａ ｓｅ
ｌ 垒螺纹等强锚杆生产工艺
全 螺 纹等 强 锚 杆杆 体 是经特 殊 设计 的梯形 螺 纹 孔 型 轧 辊热 轧 后 ，按 使 用 长 度截 取 而成 。杆 体 上采 用螺 旋 式 梯 形 螺 纹 ， 不 需 二 次车 削加 工 ，直 接 同特 制 的梯形螺 母配 合使 用 ，其 生产 工艺 为 ： 坯 料验 收 一钢 坯 加热 一轧 制 一分 段 一 精 轧 一
２ 垒螺纹等强锚杆结构特点
全 螺纹 等 强 锚 杆 是一 种 经 特 殊 形式 加 工 制造 的杆 体 与 树 指 锚 固剂 、特 制 螺 母 、球 冠 托 盘 配套 而成 其 结构 如 图 Ｉ 示。 所
ｌ —— 螺 母：２ —— 托 盘 ；３ —— 杆 体 图 】 全螺 纹等 强锚杆 结构 图
一
成 品热 检验 一校直 一冷 却 一检验 一集料 。 其 中 ，钢 坯 加 热 、 精轧 和 校直 是保 证 锚 杆杆 体 生产质 量 的主要工 序 。 钢 坯 在 ２ ｍ 连续加 热炉 中加 热 。此 加热 炉的 ６ 特 点是 燃 料 燃 烧 充 分 ，热 效 率 高 ，工 人 劳动 强 度 低 ，且烟 尘 排放 符合 国家环 保标 准 。
玻璃钢纤维锚杆应用和存在的问题
Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｎ ｃ ｈ ｅ ｎ，Ｇａ ｏ Ｓ ｈ ｏ ｕ ｗｅ ｎ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｆ ｕ ａ ｎ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｃ ｏ ．Ｌ Ｔ Ｄ． ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ ７ ７ ５ ２ １ ）
玻璃 钢锚杆 ， 是以不饱 和树脂 为基本 材料 ， 以玻 璃纤 维为增强材 料 复合 而成 ， 包 括高 强度 玻璃 纤 维 增 强塑料杆体 和托 盘两 部分 ， 有 以下 几个 突 出 的优
点： （ １ ） 玻璃 钢锚杆 轻质 高强 ： 玻璃 钢锚 杆 的支护 强 度接近钢锚杆 的支 护强 度 ， 而其 重量 只 有 同规格 钢 锚 杆的 １ ／ ５左右 ； （ ２ ） 玻璃 钢锚杆 易切割 ， 不会 产生 火花 ， 玻璃钢 是非 金 属材 料 ， 易切 割 ， 且 不会 产 生火
图 １ 玻 璃 钢 锚 杆 结 构 示 意 图
不能被采煤机直接截割 ， 不仅 易损 坏 采煤 机 的截 齿 ， 而且 极 易产 生 火花 ， 威 胁 井下 安 全 。 对 工 作 面 两 巷 帮 部 及 切 眼 的 支护 设 计
149-全螺纹玻璃钢锚杆在大断面回采巷道防片帮中的应用
全螺纹玻璃钢锚杆在大断面回采巷道防片帮中的应用李亚军(山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿,山西兴县033602)[摘 要] 根据斜沟煤矿回采巷道走向长、断面大,巷道两帮切线与8号煤层裂隙方向形成的上帮偶合三角煤易片帮等特点,首次将全螺纹玻璃钢锚杆代替传统钢质帮锚杆使用在巷道联合支护中,从而有效地控制了回采巷道片帮问题,降低了支护成本、节约了钢材,更发挥了其支护强度高、自身重量轻,安装方便、减低工人劳动强度、回采过程中易切割、切割不会产生火花、免回收等优点,成为煤矿支护中的改革产品。
[关键词] 全螺纹;玻璃钢锚杆;联合支护;防片帮[中图分类号]T D 353.6 [文献标识码]B [文章编号]1006-6225(2010)04-0080-03A p p l i c a t i o no f F u l l -t h r e a dB o l t w i t h G l a s s F i b e r i nP r e v e n t i n gC o a lS l i d e i nMi n i n g R o a d w a y w i t hL a r g e S e c t i o n[收稿日期]2010-04-30[作者简介]李亚军(1983-),男,山西大同人,采煤助理工程师,主要从事采矿工程现场技术工作。
在兴县斜沟煤矿井巷掘进中,回采巷道占全部工程量的90%以上,而回采巷道全部采用锚、索、网联合支护,传统的钢质锚杆不仅价格昂贵而且需要大量的钢铁资源,在节约型社会的倡导下,一种新型的复合材料———玻璃钢锚杆将逐步代替传统的钢质锚杆,其以成本低、重量轻、同直径抗拉强度优于钢质锚杆的特性,受到广大工矿企业的欢迎。
2008年首次将玻璃钢锚杆运用到回采巷道两帮的支护中,并选用上海绩满玻璃钢制品有限公司生产的型号为M G S L 20/2100F 全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体及其相关配件。
陕西省煤田地质公司获批建设陕西省博士后创新基地
２ ． ２ 在金 属矿 山中的应 用
探 索 阶段 。 （ ４ ） 由于玻 璃 钢 本 身 的力 学 性 能 缺 陷 ， 决 定 了 玻璃 钢锚杆 的应 用 范 围 是有 限 的 ， 不 可 能 完全 取 代
金属锚 杆 。
参考 文 献 ：
［ １ ］ 黄向菁． 玻璃钢锚杆 的适用条件及 工程实践 ［ Ｊ ］ ．
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｇ Ｆ ＲＰ ｂ ｏ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｔ ａ ｉ ｌ ｆ ｕ ｌ ｌ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ＧＦ Ｒ Ｐ ｂ ｏ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ＧＦ Ｒ Ｐ ｂ ｏ ｌ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＧＦ ＲＰ ｂ ｏ ｌ ｔ ；ｍｉ ｎ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ￣；ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｇ ａ ｔ ｅ ｗａ ｙ；ｎ ｅ ｗ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｔ ａ ｉ ｌ ｆ ｕ ｌ ｌ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ＧＦ Ｒ Ｐ ｂ ｏ ｌ ｔ
支护 条件 下 ， 玻璃 钢 锚 杆对 巷 道 的支 护 效 果 略优 于 管缝 锚 杆 ， 采 用玻 璃 钢 锚杆 支 护有 利 于 发 挥 围 岩 自 身 承载力 ， 可 以用 其 代 替 钢质 管缝 锚 杆 用 于 围 岩控 制 。邹 常富 等人 在金 山店铁 矿 开展 了玻璃 钢锚 杆支 护研 究 ， 将 玻 璃 钢 锚 杆 和 螺 纹 钢 锚 杆 做 对 比 实
全螺纹玻璃钢锚杆现场巷道矿压检测使用论文
全螺纹玻璃钢锚杆现场巷道矿压检测中的使用分析[摘要]近几年的技术的不断创新，全螺纹玻璃钢锚杆具有抗拉强度高、可切割、不产生火花等优点，在回采巷道支护中具有广泛的应用前景。
河东煤矿在综放工作面试验使用了新型全螺纹玻璃钢锚杆支护材料，经现场使用和矿压观测，能够满足工作面支护要求，有利于综放工作面安全高效生产。
[关键词]全螺纹玻璃钢锚杆巷道矿压监测中图分类号：td253 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）04-0204-01玻璃钢锚杆是近年迅速发展起来的新型锚杆，它是以玻璃纤维为增强材料，以不饱和聚酯树脂为基体经高温固化复合而成的新型复合材料锚杆。
玻璃钢锚杆抗拉强度高，能够满足巷道支护要求，同时在回采过程中可直接切割且无火花产生，能够有效简化端头尾作业工序，具有广泛的应用前景。
全螺纹玻璃钢锚杆首先在王庄煤矿43m5综放工作面进行试验。
43m5工作面埋深260～306m，煤体普氏系数？=1.3-1.5，工作面地质条件简单，无构造，煤层倾角2～5o。
43m5运巷外侧为实煤体，未受回采动压影响，巷道设计断面为5.0m× 3.2m，采用全锚网支护。
试验区段在运巷距切眼300m，分两段进行，每段100ml，间隔50m。
1 全螺纹玻璃钢锚杆性能参数试验采用的全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体型号为mgsl 22/2000f。
主要参数，全螺纹玻璃钢锚杆主要参数：杆体公称直径22/mm、托盘尺寸≥100/mm、杆体抗拉强度≥300/mm、杆体抗剪强度≥75/mpa、扭矩≥75/（n.m）、锚固力≥80/kn、托盘承载力≥80/kn、尾部连接部分及螺纹螺母承载力≥80/kn。
2 全螺纹玻璃钢锚杆支护设计试验段巷道顶板及外帮支护形式与参数保持不变，即：顶板采用d22—2400mm的高强度螺纹钢锚杆6根，间距900mm、排距1200mm。
每根锚杆采用树脂药卷（ck+z）2360、z2360各一支，并铺设金属网和双筋双梁钢筋梯子梁。
FRP锚杆的研究与应用综述
文章编号:1671-2579(2005)06-0141-03FRP 锚杆的研究与应用综述李 明1,张起森2,何唯平1(1.深圳市海川实业股份有限公司,广东深圳 518040;2.长沙理工大学) 摘 要:该文简要介绍了国内外FRP 锚杆的发展情况和路威FRP 锚杆产品的技术特点,并且提供了一定的试验数据,从长远来看,FRP 锚杆在某些领域可以代替钢锚杆,具有广阔的应用前途。
关键词:FRP ;锚杆;树脂锚固剂;锚固力;抗拉强度收稿日期:2005-09-18作者简介:李 明,男,硕士,工程师. 国际预应力协会(FIP )曾对35个锚杆断裂实例进行调查,其中永久锚杆占69%,临时锚杆占31%,锚杆使用期在2年内及2年以上发生腐蚀断裂的各占一半。
虽然工程界对此引起了足够的重视,如采用包裹水泥砂浆、外套波纹管等办法,但仍然解决不了问题,即要保证工程50～70年的使用寿命,即使花费大量的资金进行防腐,效果也不是很理想。
而复合材料(FRP )锚杆的出现能很好地解决了这个问题,其优良的抗腐蚀性能,完全能够保证工程的使用寿命。
FRP (Fibre Reinforced Polymer )是一种新型材料,纤维品种可以是玻璃纤维、碳纤维等。
FRP 是近年来国际上研究的热点问题,FRP 锚杆可以将锚杆支护的耐腐蚀问题得到有效解决。
1 国内外FRP 锚杆的研究与应用情况国外许多公司,比如Weldgrip 、Rockbolt System A G 、Weidmann 都有自己的FRP 锚杆产品,并且已经广泛应用于工程实践,其中尤以隧道、煤矿居多,应用的国家涉及美国、英国、德国、意大利、挪威、瑞典、比利时、澳大利亚等,应用的案例如:HBL/HBCM (法国煤矿)、Cape Breton Coal (加拿大煤矿)、Coal Mine Chile (智利煤矿)、G engiols (瑞士的铁路隧道)、Chlus tunnel (瑞士的公路隧道)、Langeten -Stollen (瑞士的Wat 2eradit 排水平硐隧道)、Road A42(英国的边坡稳定)、Hoben Salzburg (美国的公路隧道)、还有日本隧道等。
玻璃钢锚杆使用情况说明
关于玻璃钢锚杆的使用说明玻璃钢锚杆具有可切割性，广泛用于井下煤巷巷帮支护，我公司回采巷道使用ф22全螺纹玻璃钢锚杆，设计锚固力70KN，锚固力检测使用LDZ200锚杆拉力计，检测中拉力达到50kN时活塞内套脱离杆体，不能达到检测要求，结合以下相关规定对玻璃钢锚杆锚固力进行修改：
1、采矿工程设计规范中要求：煤巷巷帮玻璃钢锚杆预紧力40N〃M，锚固力不大于60KN。
2、煤矿安全质量标准化要求：螺母扭矩、锚固力符合设计要求。
3、《煤矿安全规程》规定：锚杆必须按规定做拉力试验。
4、中国矿业大学2007年12月编制的《巷道及综放大断面切眼支护技术研究项目补充报告》中回采巷道的支护参数：两帮均采用玻璃钢锚杆，锚固长度大于700mm，锚固力不小于70KN。
5、中国矿业大学建筑工程学院2006年7月编制的《煤巷矿压规律及控制技术研究支护参数设计初步方案》中“锚网梁一体”支护参数：两帮均采用玻璃钢锚杆，锚固长度大于700mm，锚固力不小于70KN。
6、现3104工作面、3112工作面设计中对玻璃钢锚杆的锚固力未做说明。
综上所述，根据井下回采巷道玻璃钢锚杆的使用情况，建议煤巷巷帮玻璃钢锚杆预紧力为40N〃M，锚固力为50KN。
生产科
2013年12月24日。
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［ 摘
要］
主要通过对目前矿用各种锚杆使用过程中存在的实际问题分析，突出新型粗尾全螺
纹式玻璃钢锚杆的结构 、性能优势。工业性试验的成功应用说明了新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆在煤 矿井下巷道支护中值得大力推广 。 ［ 关键词］ 粗尾； 全螺纹； 玻璃钢锚杆； 杆体结构； 力学性能 ［ 文献标识码］ B ［ 6225 （ 2011 ） 06006303 文章编号］ 1006［ 中图分类号］ TD353. 6
2011 年第 6 期 锚杆力学性能比较
新型粗尾全螺纹 式玻璃钢锚杆 ≥100 ≥400 80 ～ 110 ≥100 ≥100 18mm 普通 玻璃钢锚杆 ≥75 ≥300 60 ～ 80 ≥60 ≥60
和高强度树脂复合而成，杆体呈规则的全螺纹结构 ［2 ］ 通过 PT 带在缠绕装置的控制下进行缠绕形成 。 这种玻璃钢锚杆尾部螺纹是在已成型的全螺纹杆体 的一端用模压复合材料包裹，然后在尾部螺纹模具 中模压加粗尾部螺纹， 尾部螺纹直径大于杆体直 径，锚杆杆体强度、尾部螺纹承载力及抗剪切能力 锚杆附件锚盘和螺母设计为 楔形结构 （ 见图 2 ） ， 采用复合材料模压工艺压制 而成，改变了传统的压缩式玻璃钢锚杆金属锚尾结 构，解决了金属锚尾的玻璃钢锚杆附件为金属材料 在井下切割易产生火花的致命缺陷 。 得到了全面提高。 （ 3 ） 附件结构
锚杆表面电阻试验
试验 平均值 / Ω 标准值 / Ω 结论
1. 8×10 8
3. 0×10 8
合格
4
工业性试验 2010 年 3 月， 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆
选择在平煤十一矿丁5－6 22081 机巷试验。 该机巷位 于二水平丁二采区，标高 －540m， 上部是尚未开采 的丁5－6 22081 采面，下部尚未开发， 该机巷不受采
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 （ 上接 55 页） （ 3 ） 通过对该段软岩巷道进行复合支护 ， 使 充分发挥了围岩的承载能力，支护完成后，巷道变 形逐渐减小，巷道断面逐渐稳定。 4 结论
业大学出版社，2003. ［ 2］ 康红普，王金华，林 ［ 3］ 张延伟，章 健 . 煤矿巷道锚杆支护应用实例分析 ［ J］ . 岩石力学与工程学报，2010 ，29 （ 4 ） ： 649－664. 磊，张 延 航 . 柳 海 矿 软 岩 巷 道 围 岩 控 制 技 术 ［ J］ . 煤炭科学技术，2009 ，37 （ 5 ） ： 5－8. ［ 4］ 蔡美峰，何满潮 . 岩石力学与工程 ［M］ . 北京： 科学出版 社，2008. ［ 5］ 张林红 . 破碎巷道顶板注浆加固技术研究与应用 ［J］ . 科技 情报开发与经济，2003 （ 6 ） . ［ 责任编辑： 姜鹏飞］
玻璃钢锚杆阻燃性能试验
无焰燃烧 / s 标准值 结论
算术 算术 试验值 平均值 平均值 0. 5 0. 6 1. 2 1. 0 2. 1 1. 6 1. 0
有焰燃烧算术平 均值不大于 5s； 无焰燃烧算术平 均值不大于 20s。 合格
表3
试件序号 1 2 3 4 5 6 试验值 / Ω 1. 5×10 8 2. 5×10 8 1. 8×10 8 1. 4×10 8 2. 6×10 8 1. 2×10 8
［1 ］
分毛刺，给井下工人操作造成不便，而且金属锚尾 切割后会损伤运输胶带。这些缺点限制了在井下的 广泛应用。 鉴于此，平顶山捷利德增强塑料有限公司在自 主研发的基础上，成功开发出新型粗尾全螺纹式玻 璃钢锚杆。这种锚杆尾部螺纹、锚盘、螺母都采用 模压工艺压制而成，具有尾部螺纹承载力高、锚头 黏锚力高、 易切割、 耐腐蚀、 重量轻、 安装方便， 阻燃抗静电等特点， 不仅减少拉挤锚杆的生产工 艺，降低工人劳动强度，减少打磨粉尘排放，而且 锚杆力学性能有明显提高，非常适合煤矿行业，尤 其随着采煤机械化的普及，玻璃钢锚杆易切割的优 点显得尤为可贵，在切割过程中，不损坏刀具、不 产生火花，增加了安全系数，避免了钢锚杆需要放 炮拔出才能作业的情况，提高了工效。玻璃钢锚杆 作为一种新型的煤矿支护材料， 具有良好的经济、 社会效益和广阔的发展前景。 2 2. 1 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆的结构 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆杆体及附件 （ 1 ） 杆体结构 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚
杆是在全螺纹锚杆的基础上通过带螺纹的尾部螺纹 模具进行模压尾部螺纹，尾部螺纹直径大于杆体螺 纹直径 （ 见图 1 ） ， 其结构改变了全螺纹锚杆螺纹 不均匀，拉拔力低的缺点，具有承压能力更高，抗 剪切能力更强，使用效果更好等优点。
图1
新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆杆体结构
பைடு நூலகம்
新型粗尾全螺纹式玻璃 钢锚杆杆体通过履带拉挤设备生产 ，杆体由玻纤纱
表2
有焰燃烧 / s 序号 1 2 3 4 5 6 试验值 3. 2 1. 8 3. 6 2. 5 3. 1 1. 8 2. 67
3
新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆的性能特点
（ 1 ） 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆尾部螺纹 是在已成型的全螺纹杆体的一端用复合材料包裹 ， 然后在尾部螺纹模具中模压加粗尾部螺纹 ，尾部螺 纹直径大于杆体直径，锚杆杆体强度、尾部螺纹承 载力及抗剪切能力得到了全面提高 。 （ 2 ） 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆附件玻璃 钢锚盘和螺母设计为楔形结构，在锚盘后拧上楔形 螺母。在煤矿井下支护压力作用下，玻璃钢锚盘和 螺母特殊的楔形结构，提高了锚杆的预应力。 （ 3 ） 锚杆附件锚盘和螺母全部采用复合材料 模压压制而成，解决了金属锚尾的玻璃钢锚杆附件 为金属材料在井下切割易产生火花的致命缺陷 。特 别适合于 “综采 ” 作业， 既保证了井下作业的安 全，又解决了矿井锚固支护作用，可大幅度提高煤 炭开采效率。此外，玻璃钢锚杆切割后，随煤一起 输送进仓，避免了废钢锚杆对输送设备的损坏 。 （ 4 ） 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆生产减少 人工缠绕和打磨工序，降低了工人的劳动强度，具 有很好的社会效益。 （ 5 ） 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆生产去掉 打磨工序，避免杆体打磨粉尘的产生，促进企业的 节能减排，具有很好的经济效益。 （ 6 ） 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆及附件力 学性能与普通全玻璃钢锚杆比较 （ 以 18mm 锚杆 为例） 见表 1 。 64
Research on New GlassFiber Fullthread Anchored Bolt with Thick Tail and Its Application
锚杆作为深入地层的受拉构件，一端与工程构 筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由 段和锚固段。自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚 固体区域，其功能是对锚杆施加预应力； 锚固段是 指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域 ，其功能 是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大 ，增加锚固 体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。 锚杆支护是巷道支护的有效手段 ，近年来锚杆 支护发展迅速，锚杆使用量越来越多，旧的支护方 法和材料已不能完全适应新的要求。 进入上世纪 90 年代，煤矿大力推广新技术， 综采技术逐渐得 到大规模应用，在提高生产效率的同时，一个新的 问题又摆在各个生产矿的面前，开发一种新型易切 割锚杆，而且不再对锚杆进行回收，能显著提高生 产效率的新型锚杆尤为紧迫。 1 锚杆的发展现状 一直以来，制作锚杆的材料首选钢材，而钢材 的锈蚀问题日益成为影响锚固体系安全性和耐久性 的突出问题，特别是在一些腐蚀性严重的山区 ，以 及地下水富集的软土地区，钢材的锈蚀问题更加严 重，且钢锚杆无法切割，必须放炮拔出来才能实现 机械化综采。 多年来，煤矿井下用的易切割且不用回收的锚 杆主要有全螺纹玻璃钢锚杆、压缩式金属锚尾玻璃 钢锚杆等。经验表明： 全螺纹玻璃钢锚杆虽然生产 工艺自动化程度高，工人劳动强度低，但拉拔力不 高，不能满足井下大范围的需求； 压缩式金属锚尾 玻璃钢锚杆拉拔力高，但生产工艺中必须人工打磨 才能缠绕螺纹， 工序多， 增加了工人的劳动强度， 生产效率不高，同时人工缠绕螺纹会造成杆体有部
邰俊卿等： 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆的研究与应用
2011 年第 6 期
动影响。 丁5－6 22081 机巷布置在丁5 煤层中， 其顶 板为深灰色砂质泥岩，2. 5m 厚，基本顶为灰泥岩、 砂质岩，厚 5. 4m， 丁5 煤平均厚 1. 7m， 丁5 与丁6 夹矸为深灰色团块状泥岩， 平均厚 1. 0m， 丁6 煤 层平均 厚 2. 0m， 丁6 底 板 为 灰 色 团 块 状 泥 岩 厚 5. 5m，煤层倾角为 8 ～ 10° 。 该机 巷 原 支 护 设 计 为 锚 网 支 护， 断 面 为 10. 6m2 ，顶板布置 6 根 40mm×200mm 管缝锚杆， 顶帮均配钢笆网进行支护。为可靠起见，选在巷道 两帮进行试验，上帮布置 4 根，下帮布置 3 根， 间 排距 750mm×750mm， 每根锚杆配 2 个树脂药卷， 规格为 MSZ2335 。试验过程中，经技术人员 6 个月 的跟踪测量， 玻璃钢锚杆拉拔力达到 80kN 以上， 个别达到了 110kN， 较管缝锚杆的 20 ～ 30kN 高的 多，锚杆质量稳定， 支护强度高， 使用效果良好， 说明新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆完全能够满足煤 矿井下巷道支护的使用要求。 5 新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆的发展应用前景
图2
新型粗尾全螺纹式玻璃钢锚杆及附件结构
脂中加入体积比为 1 ∶ 3 的氯化石蜡和三氧化二锑。 测得的有焰燃烧、无焰燃烧的时间都低于标准规定 值。在结构和力学性能上，都能保证新型粗尾全螺 纹式玻璃钢锚杆符合国家煤矿安全标准 （ 见表 2 ） 。 在树脂中加入 1. 5 份导电乙炔炭黑，不仅对锚杆的 力学性能和物理性能无大的影响 ，而且还能达到最 佳的抗静电性能 （ 见表 3 ） 。
［ 参考文献］
［ 1］ 曲 光，李新元 . 新型全玻璃钢锚杆力学性能试验研究［J］ .
煤炭科学技术，2007 （ 4 ） . ［ 2］ 韩洪亮 . 玻璃钢锚杆杆体主要性能的试验分析 ［J］ . 煤炭科 学技术，2005 （ 4 ） . ［ 责任编辑： 王兴库］