玻璃钢锚杆的推广应用

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塔山矿新型Ф27 mm高强玻璃钢锚杆技术应用

塔山矿新型Ф27 mm高强玻璃钢锚杆技术应用

2 27mm 高强度玻璃钢锚杆支护分析
2.1 玻璃钢锚杆锚固机理分析
根据塔山矿井下实际条件,为了达到巷道稳定性
保证工作面变形量较少,必须要求有足够的断面,一
王 宁:塔山矿新型 27mm高强玻璃钢锚杆技术应用 2020年 3月第 3期
河以北,七峰山西侧。属大同市南郊区及朔州市怀仁
县所辖。
塔山矿于 1991年开始建井,2006年 7月开始进
行试生产,2008年 12月正式投产,2009年换发采矿
许可 证 编 号 为 C1000002009041120014651。矿 井 设
关键词 高强玻璃钢锚杆 支护技术 围岩稳定性 矿山压力 DOI:10.3969/j.issn.16746082.2020.03.020
ApplicationofNewType27mm HighStrengthFRPBoltTechnologyinTashanCoalMine WangNing
(TongmeiDatangTashanCoalMineCo.,Ltd.) Abstract BecausetheminingroadwaysinTashanMineareallsublevelcavingmining,theminepres sureisobvious,theroadwaysectionislarge,andthesurroundingrockdeformationalongthetailgrooveis largeintheminingprocess,whichresultsinthefailureofsupportwhenusingtraditionalordinaryFRPbolt support,suchasboltbodybeingpulledoff,boltbodytailbeingcutoffandsoon.Tosolvetheaboveprob lems,thispaperadoptsanewtypeofhighstrengthFRPboltwithadiameterof27mmtoTashanMine.The testresultsof8112workingfaceshowthatthesafetyofroadwaysupportandtheminingefficiencycanbe greatlyimprovedbyusingthenewintegralhighstrengthFRPboltinsteadofthecommonFRPboltwiththe samediametertoensurethesafetyofmining.Afterthenewboltisadopted,theroadwaysupporthasboth safetyandeconomicbenefits.Atthesametime,ithaspositivesignificancetopromoteanddrawlessonsfrom similarminingroadwaysinthewholemineandallothersimilarmines. Keywords HighstrengthFRPbolt,Supporttechnology,Surroundingrockstability,Minepressure

浅析玻璃钢锚杆在采矿工程中的应用前景

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

西


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

新型玻璃钢锚杆在东庞矿的应用

新型玻璃钢锚杆在东庞矿的应用

13 支护参数 及 支护形式 .
轨道巷顶板使用 2 m 2  ̄m 的左 旋螺 纹钢锚杆 与 2 m× 4 m H钢带支护。锚杆 为矩形 布置 ,间排距 为 6 o m× o m o m 8 o m, 每孔采用 s 30 2 6 2 6 、Z 30树脂药卷各一 卷全长锚 固 ,锚 固力
不低 于 10 N,帮锚 杆 间 排 距 为 8 o m ×8 o m,采 用 5k om om  ̄1m 6 m×1 ̄mm A 8 3可 拉伸 圆钢锚杆 ,每孔配一 卷 Z 3 0 2 6 树脂药卷端头锚 固,锚 固力 不低于 5 k 。顶及上帮铺金 属 0N
菱形 网,下帮铺 注塑 网。试验 段改为 玻璃钢锚 杆 时 , 用 使
 ̄1m 6 m×1 ̄m 8 m的玻璃钢锚杆 。
作者简介 :杨永强 (9 5一) 17 ,男 ,河北辛集人 ,工程师 ,毕业 于河南 焦作工学 院采矿 工程专业 ,现任东 庞矿技术科副 科长 ,从事 采掘技术管理工作 。
到玻璃钢杆体 中,形成二者 的相互嵌接 。
严重 的不安全 隐患。为 了消 除隐患 、简化生产 工序 ,该 矿 20 综 采工作面轨道巷采帮侧及 2 1 91 2 7工作 面切 眼进 行了可
截割玻璃钢锚杆支护 ,并取得了成功 。
玻璃钢锚杆具 有 良好 的可切割性 ,优 良的耐化 学腐 蚀 性 ,良好的表面性能 ,并与树脂 锚 固剂 、混凝土结合力强 ,
玻璃钢锚杆用于煤巷巷帮支护的试验 ,有效降低 了巷道支护成本 ,增强了生产安全,使用效果 良 好 ,具有 良好的技术和经济、安全效益。 关键词 :玻璃 钢锚杆 ;巷道 支护 ;支护监 测
中 图分 类号 :T 33 6 D 5 . 文献 标识码 :B 文章编号 :17 — 99 20 )1) 0( 6 1 05 (0 8 0 - 5 -2 ( 0 )

粗糙表面式玻璃钢(FRP)全螺纹锚杆在煤矿的应用

粗糙表面式玻璃钢(FRP)全螺纹锚杆在煤矿的应用

粗糙表面式玻璃钢(FRP)全螺纹锚杆在煤矿的应用作者:生活的小资 2008-03-19 11:31:00标签:中国煤矿直通车杂谈摘要FRP锚杆具有抗拉强度高、质量轻、抗静电、阻燃、抗腐蚀、耐老化、易切割等优越性能,是现代化矿井、煤巷支护的理想材料,尤其在煤巷使用综采机械化开采,不会因FRP锚杆造成刀具损坏和产生火花现象,减少了安全隐患。

关键词FRP锚杆、性能、选择应用。

一、锚杆的发展国外锚杆支护的发展状况:二十世纪四十年代,美国、前苏联、西欧、中欧一些主要矿产国及建筑商就把FRP锚杆、FRP筋材应用到煤矿、金属矿山、水利、隧道、地下工程、公路、桥梁及公路护坡和沿海建筑等领域中。

据资料统计目前各国锚杆用于煤矿巷道支护中所占比例为:美国、澳大利亚100%;英国90%;法国70%;俄罗斯70%;中国近期统计显示已达到70%,尤其是FRP锚杆在美国、澳大利亚、英国等矿产国,煤矿煤巷、综采面支护,应用更为广泛。

国内煤矿井巷锚杆支护已有40多年的历史,而煤巷支护到1998年已达到巷道中锚杆支护所占比例的36%。

这部分锚杆大多数都是非金属杆体,而FRP锚杆的比重占70%,由此看来FR P锚杆在煤矿、煤巷,半煤岩巷中的应用有很大潜力。

随着现代化矿井的发展,对锚固支护的要求越来越高,因而对锚杆的材质性能要求更高,对锚杆的结构要求简单化,锚固方式要求方便、快捷、安全。

二、FRP锚杆支护技术的优越性我国目前大型矿井的建设越来越多,煤层开采机械化程度高,巷道支护技术尤为重要,其锚杆支护技术的优越性更为突出。

1、改善半煤岩巷和煤巷的受力1.1、FRP锚杆与半煤岩体和煤体粘结的整体性使其刚度较高,增强巷道的变形能力。

1.2、FRP锚杆的抗拉作用,使破碎煤层稳定。

1.3、通过FRP锚杆的作用使层状煤体间的摩擦力增大减少滑动。

1.4、由于FRP锚杆的特性,改变了回采巷道综采机伤刀头产生火花的现象。

2、由棚式被动支护改为锚杆、锚固剂等主动支护,使锚杆与煤层共同组成支护体系。

全螺纹玻璃钢锚杆在回采巷道支护中的应用

全螺纹玻璃钢锚杆在回采巷道支护中的应用
关 键 词 : 螺 纹 玻 璃 钢 锚 杆 ; 道 支 护 ; 道 矿 压 监 测 全 巷 巷
中图分类号 :D 5 . T 33 6
文献标识码 : A
文章编号 :0 5 29 (0 2 0 — 0 7 0 10 . 7 8 2 1 ) 8 0 1 — 2
பைடு நூலகம்
Ap lc to f Thr a p ia i n o e d FRP c o n Ex r c i n Ro d y S pp r An h r i t a to a wa u o t
s b e e a i g p o u t n s f t n f ce c . u l v l vn r d c i aey a d e f in y c o i Ke wo d :h e d F n h r r a wa u p r ;o d a n r su e mo i r g y r s t r a RP a c o ;o d y s p o t r a w y mi e p e s r n t i on
要 : 螺纹玻璃钢锚杆具有抗拉强度 高、 全 可切割 、 产生火花等优点 , 回采巷道 支护 中具 有广泛 的应 不 在
用前景 。王庄煤矿在综放工作 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。
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 , 不 饱 和 聚 酯 树 脂 为 以 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 , 够满 足巷 道 支 护要 求 , 能 同时
扭矩/ N・ ( m)

玻璃钢锚杆在千米深井综采切眼刷大中的应用分析

玻璃钢锚杆在千米深井综采切眼刷大中的应用分析

玻璃钢锚杆在千米深井综采切眼刷大中的应用分析文章主要介绍了庞煤矿张小楼井在千米深井7煤综采切眼刷大中,煤帮侧推广试用玻璃钢锚杆支护的情况进行了总结、分析。

标签:千米深井综采切眼玻璃钢锚杆使用效果0 引言千米深井7煤综采工作面切眼采用锚网梁索联合支护是切眼支护技术上的一项重大改革,切眼一般先导硐掘进透窝形成系统,然后刷大形成安装断面要求。

刷大后,煤帮侧采用金属锚杆支护,采煤机不能直接截割,工作面安装好下试生产前,必须采取爆破方式进行拆除,这样不但增加了生产工序、浪费人力物力,而且增加了不安全因素。

为了简化生产工序,我们在千米深井7层煤综采工作面切眼刷大后煤帮侧推广试用玻璃钢锚杆支护,进行了有益的尝试,对千米深井7层煤综采工作面切眼刷大后煤帮侧支护进一步改革起到了积极的推进作用。

1 地质条件75211工作面位于矿井-1025m水平西一下山采区,开采水平为-1092m~-1120m,煤层厚度1.6~2.8m,平均2.3m,煤层倾角0~10°,平均5°。

直接顶为4.08m 深灰色砂页岩,含砂均匀,硬度Ⅳ级。

老顶为1.38m深灰色粗粒砂岩,富含菱铁质条带,硬度Ⅴ级。

直接底为2.95m深灰色砂页岩,含砂均匀,具砂纹,顶部为页岩,硬度Ⅳ级。

老底为24.99m浅灰色粗粒砂岩,上部含少量炭质及页岩纹,下部含菱铁质条带,坚硬,硬度Ⅵ级。

75211综采工作面切眼设计长度为180m,净断面为6.5×2.6=16.9m2。

先导硐掘进,采用综掘,其净断面为4.5×2.6=11.7m2,贯通后刷大至设计断面。

2 参数选择刷宽时切眼顶板布置4根锚杆,间排距为700mm×700mm,靠老塘侧一根锚杆与现切眼工作面一侧顶板锚杆间隔布置,顶板锚杆规格为O22 L=2400左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆,工作面一侧煤帮布置4根全螺纹式玻璃纤维增强塑料锚杆,锚杆间排距为700 mm×700mm,顶板同时使用钢筋梁配合支护,所有顶帮锚杆均垂直布置。

玻璃钢锚杆的发展历史

玻璃钢锚杆的发展历史

玻璃钢锚杆的发展历史1、锚杆支护的应用史巷道支护是煤炭开采中的一项关键技术,合理、安全、可靠的巷道支护技术是实现矿井高产高效的必备条件。

回采巷道锚杆支护技术近年来发展极为迅速,而且高强度、高钢度和高可靠性成为一种发展趋势。

这种支护系统在提高巷道支护效果,保证巷道安全,减轻工人劳动强度,简化采煤工作面端头区维护工艺等方面具有明显的优越性,十分有利于采煤工作面的快速推进,实现矿井的高产高效。

目前,高强度锚杆支护技术已在国内外得到普遍应用,取得了巨大的技术经济效益和社会效益。

1.国外概况在国外,澳大利亚是应用高强度锚杆支护比较早、技术水平比较高的国家。

目前,锚杆支护成为煤矿巷道的主要支护方式,而且如果一个矿区煤层顶板不适合采用锚杆支护,那么便认为开采这样的煤层在经济上是不合理的。

英国曾是欧洲主要产煤国中采用传统型钢支架支护的典型代表。

然而,到80年代中期,由于国际市场的激烈竞争,英国煤炭工业面临严重的危机。

在这种情况下,英国果断地把采用锚杆支护取代传统的型钢支护作为提高其煤炭工业竞争力的三大策略之一,于1987年从澳大利亚引进了先进的锚杆支护技术,到1990年,英国煤巷锚杆支护所占比例从80年代中期几乎为0增长到50%,1994年达到80%,1997年达到90%。

英国煤矿通过采用这项技术取得了显著的效益,一些濒临倒闭的矿井也因此获得了新生。

2.国内概况我国煤巷锚杆支护技术研究与应用主要经历了三个阶段:1980-1990年为第一阶段,主要进行一些基础性的研究和试验,煤巷锚杆支护应用主要集中在少数几个矿区。

1991-1995年为第二阶段,国家把煤巷锚杆支护技术作为“八五”期间重点项目进行攻关,无论是课题的数量、研究内容的深度和广度,还是现场试验推广的面积,都明显大于第一阶段。

但是,人们真正认识和应用高强度锚杆还是在第三阶段(1 996年至今),在原煤炭部的组织下,我国引进了澳大利亚锚杆支护技术,在邢台矿务局进行了技术演示,显著推进了我国煤巷高强度锚杆支护技术的发展和提高。

玻璃钢锚杆支护技术在煤矿中的应用

玻璃钢锚杆支护技术在煤矿中的应用

玻璃钢锚杆支护技术在煤矿中的应用摘要:本文介绍在鹤煤中泰公司31021工作面上顺槽回采侧和切眼回采侧使用玻璃钢锚杆支护,可使工作面回采时用采煤机直接破玻璃钢锚杆支护的煤体,提高了回采效率,保证了矿井接替,实现安全高效,关键词:煤巷玻璃钢锚杆支护技术高产高效1 概况河南煤化公司鹤煤集团中泰矿业有限公司是经过两次改扩建生产能力已经达到150万吨的矿井。

31021工作面位于我矿三水平一采区,切眼设计长度150m,上顺槽设计长度560m,沿煤层顶板布置。

为了适应高产高效, 中泰公司在31021工作面中切眼及切眼回采侧使用玻璃钢锚杆支护。

1.1煤层赋存条件31021切眼及上顺槽所掘进的是山西组二1煤层,该煤层为我矿的主要可采煤层,厚度大且稳定,稳定性为一类。

31021切眼及上顺槽煤层产状:走向为NW323°~345°,倾向NE53°~75°,倾角11°~17°。

根据31021上顺槽下段揭露煤厚,31021切眼及中切眼煤厚平均为8m,煤层结构5.9(0.3)2.1m。

煤层结构较复杂,含夹矸2~3层。

其中煤层下部有一层0.3m左右的夹矸比较稳定,距煤底2.1m。

31021切眼及上顺槽煤质牌号为瘦煤,以亮煤为主,玻璃光泽,易破碎,硬度0.8~1.5。

灰分平均14.25%,挥发分14.27%,水分平均1.4%。

胶质层厚K=8~29.5mm,Y=0~5.5mm,全硫含量为≤0.3%,真相对密度平均1.4 T/m3,发热量为29.2MJ/KJ。

地面标高+205.2m~+218.8m,二1煤底板标高-430m~-470m,埋藏深度575m~710.5m。

1.2围岩及特征伪顶:黑色泥岩,层面含大量植物茎部化石及白云母星,随采随落,平均厚0.3m~0.5m。

直接顶:黑色砂质泥岩,层面含大量植物茎部化石及白云母碎片。

厚5m,普氏硬度系数f=6.37。

老顶:灰色中粒砂岩,矿物成份以石英为主,暗黑色矿物次之,具斜层理,钙质胶结,平均厚10m,普氏硬度系数f=10.5。

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玻璃钢锚杆的推广应用
六矿邱本祥
内容提要对玻璃钢锚杆的结构、安装工艺、现场试验应用情况进行了介绍,总结出了在使用中的注意事项。

关键词玻璃钢锚杆安装工艺推广应用
1 概述
由于锚杆支护具有安全可靠,经济、快速等优点,因此在我国煤矿巷道中迅速得到推广应用。

我矿自90年代以来,已广泛应用锚杆支护技术,现在已达到支护巷道的90%以上。

在采准巷道中,煤帮的支护是必不可少的部分,其锚杆占用量在60%左右。

根据以往经验煤帮采用管缝锚杆或树脂锚杆,管缝锚杆收缩位移量大,有时不能满足需要,所以近期全部采用螺纹钢树脂锚杆。

但是,螺纹钢树脂锚杆价格贵,质材重,不便运输安装。

为了节省材料,很多企业、单位都在研制替代材料。

目前,我国研制成功一种玻璃钢锚杆,已获得了国家专利。

六矿于2002年9月开始试验应用这种锚杆。

2 玻璃钢锚杆的结构、安装及使用中的注意事项
2.1 结构
玻璃钢锚杆由杆体、锚尾,托板、螺母组成。

杆体采用高强聚脂玻璃钢,锚头为锥形,锚尾为加工有螺纹的变内径钢套管,用树脂粘结于倒楔形锚尾上。

锚尾部分为100mm。

为增强杆体安装时的抗扭力,杆体中的玻璃纤维呈左旋分布。

锚尾部分的钢套管由4分钢管经热处理加工制成。

内径为16mm,长度为100mm,外径为22mm。


套管外表面加工螺纹,配以螺母、托板,从而能使锚杆在安装后,通过拧紧螺母而具有一定的预紧力,防止围岩的早期破坏。

2.2 材质
玻璃钢锚杆杆体的增强材料采用电绝缘性能低的中碱玻璃纤维无捻粗纱。

基体材料采用通用型不饱合聚酯树脂,其中苯乙烯含量为33%,其它辅助材料有阻燃剂、抗静电剂等。

以满足轻质、高强、阻燃、抗静电等优点。

2.3 安装
(1)用风钻或电钻凿孔,孔深略小于杆体长度。

(2)注入2~3支φ23×350mm快速树脂约卷。

(3)风钻或电钻带动杆体旋转搅拌注入锚杆孔。

(4)待锚杆锚固后安装木盘、铁盘、上紧螺母。

锚杆具有预应锚固力。

2.4 锚杆的力学性能
抗拉强度≥244MPa、抗剪强度≥75MPa。

玻璃钢杆体锚固力见下表:
表1 不同直径的锚杆锚固力参数表
杆体直径
16 18 20 22 24
(mm)
锚固力
59 62 65 68 70 (MPa)
2.5 玻璃钢锚杆使用中的注意事项
(1)根据钻孔直径选择锚杆的规格,根据孔径差决定树脂约卷的使用个数。

(2)依照设计要求,确定钻孔深度要略小于杆体长度60~80mm。

(3)由于杆体易折损,运输时应注意对杆体的保护不被破坏。

(4)玻璃钢锚杆不能露天存放,防止暴晒老化。

锚固段不得沾染油污。

3 现场试验情况
3.1 试验地点概况
六矿2002年5月开始试验性应用,首先在戊二采区戊8—22080工作面风巷及机巷两帮,以及戊8—22120工作面风巷及机巷两帮应用φ16mm×2000mm的玻璃钢锚杆。

同时对巷道进行位移量观测。

以上两个综采工作面位于戊二采区中部,煤层赋存稳定,埋深600~700m,采长2000m。

由于采深相对较大,应力有增大趋势,是很好的试验应用场所。

戊8煤层直接顶及老顶均为层状灰色中砂层,煤质中硬,底板为浅灰色层状泥岩,局部顶板破碎,节理发育。

3.2 巷道移近量观测及锚杆锚固力测试
(1)对巷道两侧使用的玻璃钢锚杆进行拉拨试验。

拉拨结果见表2。

表2 实测锚固力数据表
表3 围岩变形量实测数据表
(2)对戊8—22080工作面机巷和风巷、戊8—22120工作面风巷进行位移量观测。

利用“十字”法布置测点,测量两帮的位移量,以及顶板下沉、底板地鼓位移量。

共设6个观测站,共18个剖面,设专人观测数据及围岩变形,每个断面设点距掘进工作面6m,实测数据经整理取平均值,见表3。

测试数据表明,巷道掘进期间上、下帮最大收敛量分别为80mm、72mm。

最大底鼓量为45mm,顶板最大下沉量为54mm。

巷道变形量可满足安全生产的需要。

巷道两帮及顶底板移近量曲线如下图所
示。

巷道移近量曲线图
4 经济效益评估
六矿为年产量300万t的大型矿井,每年开掘进尺2万m,其中煤巷约1.8万m,用于煤帮支护的锚杆约21万套。

玻璃钢锚杆每根17元,同等性能的树脂锚杆每根24元,每根减少材料费支出7元。

每年全矿节省材料费用147万元。

另外,玻璃钢锚杆质材轻每天节省运力折合为3个工时,每工时用工费用为41元,每年节省用工支出为4.4895万元。

由于玻璃钢锚杆抗剪切能力差,减少采煤机械磨损,加快采煤进度。

使用玻璃钢锚杆每年节约支出约151.5万元。

5 结论
从以上数据以及曲线图中看出,巷道掘进23d后,顶底板和两帮的围岩变形都趋向稳定,说明施工采取的支护手段基本合理。

进一步说明玻璃钢锚杆能够满足煤帮加固要求,能够提供40kN以上的有效锚固力,锚杆性能可靠,一定时期内不会出现断裂破坏。

另外,玻璃
钢锚杆成本低,质材轻,便于安装运输,节省材料消耗,具有可割柔性好等特性,采煤时不损坏刀具,不产生火花,提高了安全系数,为采煤提供了一定的方便。

可以有效替代罗纹钢树脂锚杆对煤帮进行锚固。

六矿在2003年6月开始全面推广应用。

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