锚杆破断原因分析
锚索退锚、破断的原因分析及控制对策
工 程 管 理139 科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 1 工程概况及问题描述1.1工程概况山脚树矿22189工作面主采18#煤层,工作面标高1208～1267m。
18#与18#-1煤层平均厚度均在1.5m,两层有合并现象,合并时煤层平均厚度在3.3m,本区域内夹矸在0.03～0.80m。
工作面区域内发育有F1、F3、F4、F5、F6、F9等6条断层,落差分别为0～2.0m、0～0.8m、0～0.9m、0.7～1.2m、0～1.0m、4.0～5.5m,均为倾斜断层。
煤层顶板为灰色、粉砂质泥岩和砂岩以及夹菱铁矿条带,平均厚度3.8m;底板为灰色粉砂岩和泥质粉砂岩,平均厚度为2.3m。
为承受工作面回采的动压影响,22189回风巷在掘进时期即采用高强度的锚杆、锚索支护方案。
回采之前,巷道维护效果良好,仅有部分地段出现较大变形。
1.2锚索退锚、破断现象描述虽然巷道掘进时期的支护强度较高,但在工作面回采期间,出现了大量锚索退锚、破断等问题,给矿井的安全生产造成了一定的隐患。
具体表现为以下几点。
(1)锚索退锚。
现场调研发现,超前工作面20m范围内约60%～80%的锚索发生退锚。
锚索退锚表现为一个渐进过程,钢绞线与夹片之间逐渐发生滑移而退锚,并且退锚后的夹片内部螺纹被钢绞线压平滑,失去咬合作用。
此外,退锚锚索极大部分为锚索梁上的锚索,单体锚索退锚极少,退锚后的钢绞线缩回顶板中,表明顶板至少下沉了300～400mm。
(2)锚索破断。
巷道中存在部分锚索由于压力过大而直接被拉断的现象,其余破断的锚索表现为剪断,剪断锚索大部分钢绞线断口与横截面成45°夹角,断口光滑,有2～3根钢绞线断口与横截面水平,断口凹凸不平,并且剪断锚索基本上为锚索梁锚索。
2 可能的原因分析2.1构造因素导致应力集中22189回风巷沿工作面走向受F2、F4、F5等3个断层的影响,并且存在隐伏地质异常区,发生上述问题的锚索大多出现在构造带下方,该部位处于拉应力区域,围岩较破碎,导致工作面超前来压显现相对剧烈。
巷道锚杆破断机理分析及其对策
分 类， 并分别深入分析其破 断机理 ， 最后提 出 了 对性的对策 ， 针 以供广大 同行参考 。
关键词 锚杆破 断 断锚 地质构 造 偏 心载荷 中 图 分 类 号 Ｔ ３ ３ ． 文 献 标 识 码 Ａ Ｄ ５ ６
锚 杆支 护作为一 种积极 主 动的支护 技术 ， 拥有 施 工 简便 快捷 ， 支护 效果 良好 ， 劳动 强度较 低 ， 适应 能力 强等诸多优点 ， 锚杆支护 已成 为我国煤 矿巷 道首选 的、 安 全高效的主要支护方式 。 但是 ， 在现场实践过程 中发 现 ， 由于锚杆支 护设计 参数选 取不合理 、 存在 地质 构造 、 护材 质 不合 格 、 支 施 工质量 不达标等 多方 面 的原 因， 杆破 断现 象 时有 发 锚
力显著 降低 ， 尤其变形离层量达 到一定程 度时 ， 锚 仅靠 杆 的锚 固力 已不能控制 围岩 的持 续变形 ， 在水平应 力 、 顶板煤 岩层的 变形 压力 及重 力 的作 用下 ， 当锚 杆 的伸 长量超过极 限伸缩能力时 ， 锚杆将进 入塑性 屈服状 态 ， 发生塑性 流动 ， 最终破断 。
生。
落差 １ ｍ， ５ 巷道 施工 １０ ｍ后 ， ４０ 揭露 Ｆ １ Ｌ０断层 。锚杆 破断部位 主要发生 在 断层侧 的巷 道 下帮 ， 断层 附近及 揭露处 断锚 则更加频繁 ， 且主要集 中在 巷道下帮肩部 。 分析 ： 质条件 的变化是 造 成锚 杆 支护 失效 的 主 地 要原 因。在 巷道施 工 之前 ， 技术 部 门通 过悬 吊理 论计 算、 组合拱理论计算及 相似相邻巷道 的工程类 比， 确定 巷道 的支护参 数。但这些 参数是针对某 一特定 的巷道 围岩条件而设定 的 ， 现实中 ， 由于各种地 质构造 （ 断显示该处直接顶 为粉
锚杆尾部的破断机理研究
锚杆尾部的破断机理研究锚杆是一种常用的地下工程支护材料，尾部的锚固形式有多种，常见的有螺纹接头锚固、锚板锚固等。
在实际施工中，锚杆尾部的破断是一种比较常见的事故，不仅会影响支护效果，还会对施工进度和安全造成风险。
因此，研究锚杆尾部破断机理，对于提高支护工程的施工质量和安全水平具有重要意义。
首先，锚杆尾部破断的可能原因有很多，如材料质量不合格、施工操作不规范、设计不合理等。
其中，材料质量是导致锚杆破断的最主要原因之一。
尾部的锚固则涉及到固结体性能的问题，在设计中需要综合考虑地层的力学性质、工程环境温度、湿度等因素，并确定合理的尾部锚固形式。
另外，施工操作不规范也是导致锚杆破断的重要因素。
在施工过程中，操作人员需要遵守操作规程，保证施工质量，同时还要严格按照设计要求进行施工，避免因施工不能保证杆体的正常施工状态。
其次，锚杆尾部破断的机理主要包括杆体弯曲破断和杆体拉伸破断两种类型。
在设计过程中需要根据具体情况进行分析和判断。
对于杆体弯曲破断的情况，通常是由于锚杆自身刚度不足导致的。
在设计中需要根据锚杆的长度、直径、截面形状等参数来确定尾部的锚固形式。
如果选用的锚固方式不合理，会导致锚杆尾部无法承受局部应力，进而导致弯曲破断。
对于杆体拉伸破断的情况，通常是由于杆体承受过大的拉伸力导致的。
在设计过程中需要根据施工环境和施工条件来确定锚杆的设计参数，以保证杆体可以承受必要的拉伸力。
如果锚杆的拉伸力过大，就会导致杆体出现强度问题，从而引起杆体拉伸破断。
综上所述，锚杆尾部破断机理是一个非常复杂的问题，需要从材料质量、施工操作、设计合理性等多个角度进行综合分析。
在锚杆设计和施工过程中，需要严格遵守规范，根据具体情况选择合适的锚固方式，保证锚杆尾部的固结质量，从而提高支护工程的安全性和可靠性。
船舶锚机离合器破裂和锚杆损坏事故原因探究
船舶锚机离合器破裂和锚杆损坏事故原因探究船舶锚机离合器破裂和锚杆损坏事故原因探究船舶锚机是船舶上非常重要的装置之一，用于停泊和锚泊时固定船舶位置。
然而，偶尔会发生锚机离合器破裂和锚杆损坏的事故，给船舶和船员带来严重危害。
本文将探究这些事故的原因。
首先，船舶锚机离合器破裂的主要原因是设备老化和缺乏维护。
船舶长时间航行和恶劣的海况容易导致设备的磨损和腐蚀，进而引发离合器的破裂。
此外，由于维护不到位，锚机上的零部件可能会出现松动或损坏，从而增加离合器破裂的风险。
其次，锚杆损坏的原因包括操作不当和海况恶劣。
在船舶锚泊过程中，操作人员需要根据具体情况调整锚杆的使用力度和角度。
如果操作不当，如使用过大的力量或角度不合适，锚杆可能会受到过大的压力而损坏。
此外，如果遇到恶劣的海况，如强风、大浪等，锚杆可能会受到巨大的冲击和摩擦，从而导致其损坏。
除此之外，锚机离合器破裂和锚杆损坏的原因还与锚泊环境有关。
例如，如果锚泊区域有大量的礁石、海底障碍物或其他尖锐物体，船舶在锚泊过程中可能会与这些物体发生碰撞，导致锚杆损坏或离合器破裂。
此外，如果锚泊区域的水深过浅或过深，也可能增加事故发生的风险。
此外，人为因素也是造成锚机离合器破裂和锚杆损坏事故的原因之一。
操作人员在使用锚机时，如果没有按照正确的操作步骤进行，例如没有进行必要的检查和测试，或者没有进行定期维护保养，就会增加事故发生的可能性。
此外，人为的疏忽和马虎也可能导致操作不当，从而引发事故。
综上所述，船舶锚机离合器破裂和锚杆损坏的原因可以归结为设备老化、维护不当、操作不当、海况恶劣和锚泊环境等多个因素。
为了减少事故的发生，船舶管理人员和操作人员应重视锚机的维护和保养，确保设备处于良好的工作状态。
在操作锚机时，应遵循正确的操作步骤，并且根据具体情况进行调整，避免使用过大的力量和错误的角度。
此外，还应提高船员的安全意识，加强培训和教育，提升其应对突发情况和紧急事态的能力。
锚杆质量通病防治
锚杆质量通病防治锚杆被拔出桩折断排桩倒塌1．现象当挖土到基坑底，发现桩顶部挡土小墙倾侧甚多，顶部地面裂缝并延伸至围墙，旋即排桩倒塌，上部土体滑动，下水道塌陷，水涌入基坑，有的塌至街道，第一层锚杆从土中完全拔出，护坡桩折成三段，折点分别在二、三层锚杆处、折点处混凝土破碎，钢筋弯曲，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开裂。
2．原因分析(1)(1) 从事故现象看：第一层锚杆被拔出足以说明锚固长度显然不够，开始产生桩顶的大量位移和裂缝并延伸，足以说明其前兆。
当第一层锚杆的有效锚固长度不能胜任桩受的水平推力时，锚杆被拔出，此时桩受的水平推力集中到第二层锚杆支点，桩受到过大的不能胜任的弯矩而折断，而锚头拉脱、腰梁扭断、裂开是受到复杂的招矩拉力所致，直至整排桩被巨大力所推倒。
(2)(2) 从事故发生后核算中发现，原计算错误在于第一层锚杆间距为2m一根，第二层锚杆间距为1．5m一根，但计算桩受水平力系按单位长度(1m)计算，因此出现第一层锚团长度差1倍的误差。
作为设计计算者必须记住由于一时的疏忽而造成严重的后果。
3．防治措施(1)锚团长度的计算应反复核算，避免错误。
(2)在工程现场必须作测试，以发现计算上可能出现的错误。
(3)(3) 从事故发生的情况看，第一层锚杆的锚团长度非常关键。
因此认为多层锚杆支护体系的第一层锚扦锚因力特别重要，设计施工者应特别重视。
6．2．2 锚杆不起作用，桩折断，支护结构倒塌1．现象基坑较深，采用∮1．0m灌注桩、两层锚杆支护。
基坑挖到设计标高后不久，发现局部破坏，先是锚杆端部脱落，横梁掉下，桩间土开裂，继而裂缝增大，桩顶地面较远处发生裂缝，最后，桩断、支护结构倒塌，邻近自来水管断裂，基坑受泡，再次塌方，基坑一片汪洋。
2．原因分析锚杆端部脱落，说明预应力拉后锚头没有错固住，横梁掉下说明这一排锚杆在桩端没有受力，也就是锚杆不起拉结作用，使1m的大直径桩变成悬臂桩，受力后倾侧，桩间土开裂，位移大时桩顶地面开裂并发展较远，最后桩因受弯矩太大而折断。
断层煤柱面锚杆锚索破断原因分析及对策
旗 山煤 矿 一 ０． 西 一 断层 煤 柱 面 两巷 在 掘进 ７ ０ｍ ３ 巷 道锚 杆 锚 索破 断情 况 不久 即陆续出现顶帮锚杆 、 锚索破断现象 ， 局部地段 断层煤柱面于 ２０ 年 ４ ０８ 月开始掘进 ， 实测资料 锚杆 破 断 率达 ３％ ， 为工 作 面 掘 进及 回采 中最 大 ０ 成 表 明 ，两 巷掘 进 ３个 月后 巷 道 顶底 板 移 近量 达 ８０ ０ 的不 安全 因素 。 ｍ 两帮移近量达 １ 底鼓量超过 ５０ ｍ ｍ， ｍ， ０ 。顶板 ｍ １ 工作 面 地质 条 件 两侧及两帮上角锚杆普遍断裂 ，其他部位也有锚杆 断层煤柱 面 回采下石盒子组煤 层 ，工作 面标 断裂现象 ， 顶板下沉量大的地点锚索出现断裂。 高… ３ ７ ５ ６０ ０ ｍ，平均煤厚 ５ ０ ． ｍ，煤层倾 角 ６ ４ 锚 杆锚 索破 断原 因分 析 １。煤层 松 软易碎 值 为 １０—１５ ３， 厂 ． ． 。直接 顶 为互层 砂岩 ， 性脆 ， 隙发育 ， 裂 煤层底板为泥岩 ， 泥质结构松 ４ １ 区域应 力集 中 ． 软 易碎 ， 遇水 膨胀 。 首先 ， 随着 开采 深度 的增 加 ， 受深水 平 自重 应力 工 作 面上 邻 Ｖ一 ￣ ６逆 断层 ，断 层 走 向 １ ３ 。 － ０ ０ ， 场作用 ， 原始地应力值较高。 其次 ， 受到 ｗ一 逆断层 ６ 倾角 ７ 。落差 ０～１６ 局部有岩浆岩侵入。工作 残余构造应力影响。 ５， ４ ｍ， 加之工作面处于三面采空的“ 孤 面周 围均 为采 空 区 （ 图 １。 见 ） 岛” 状态 ， 受采动应力叠加影响较大。 巷道开挖后 ， 在
贾进亚 赵立柱 ，
（． １ 徐州矿务集团有限公司 技术中心 ，江苏 徐州 ２ １０ ；２ 徐州矿务集团有限公司 生产技术部，江苏 徐州 ２ ０６ ． ２ １０ ） ２ ０６
工程质量通病分析(锚杆被拔出,桩折断,排桩倒塌)
(1)从事故现象看：第一层锚杆被拔出足以说明锚固长度显然不够，开始产生桩顶的大量位移和裂缝并延伸，足以说明其前兆。当第一层锚杆的有效锚固长度不能胜任桩受的水平推力时，锚杆被拔出，此时桩受的水平推力集中到第二层锚杆支点，桩受到过大的不能胜任的弯矩而折断，而锚头拉脱、腰梁扭断、裂开是受到复杂的招矩拉力所致，直至整排桩被巨大力所推倒。
(3)从事故发生的情况看，第一层锚杆的锚团长度非常关键。因此认为多层锚杆支护体系的第一层锚扦锚因力特别重要，设计施工者应特别重视。
工程质量通病分析
(锚杆被拔出，桩折断，排桩倒塌) Nhomakorabea1．存在现象
当挖土到基坑底，发现桩顶部挡土小墙倾侧甚多，顶部地面裂缝并延伸至围墙，旋即排桩倒塌，上部土体滑动，下水道塌陷，水涌入基坑，有的塌至街道，第一层锚杆从土中完全拔出，护坡桩折成三段，折点分别在二、三层锚杆处、折点处混凝土破碎，钢筋弯曲，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开裂。
(2)从事故发生后核算中发现，原计算错误在于第一层锚杆间距为2m一根，第二层锚杆间距为1．5m一根，但计算桩受水平力系按单位长度(1m)计算，因此出现第一层锚团长度差1倍的误差。作为设计计算者必须记住由于一时的疏忽而造成严重的后果。
3．预防措施
(1)锚团长度的计算应反复核算，避免错误。
(2)在工程现场必须作测试，以发现计算上可能出现的错误。
锚杆破断原因分析
成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析天地科技股份有限公司开采设计事业部二零一零年十二月目录1 前言 (1)2 实验室检测 (1)2.1 实验室检测结果 (1)2.2检测结果分析 (12)3 不同受力状态下锚杆变形与破坏的实验室试验 (13)3.1 试验条件 (13)3.2 试验结果 (13)4 锚杆破断原因的理论分析 (18)4.1 球面自锁 (19)4.2 球面回转中心位置对锚杆断裂的影响 (20)4.3 托盘与球垫之间的球面接触面积过小 (21)5 锚杆破断的主要原因总结 (22)6 解决的途径 (23)成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析1 前言支护材料在锚杆支护技术中起着至关重要的作用。
性能优越的支护材料是充分发挥锚杆支护作用与保证巷道安全的必要前提。
随着我国煤矿开采深度、强度与广度的不断增加，出现了大批复杂困难巷道，包括深部高地应力巷道、强烈动压影响巷道、破碎蠕变围岩巷道及特大断面巷道，对巷道支护技术与支护材料提出更高、更苛刻的要求。
成庄矿5306工作面采用大U套小U巷道布置方式，工作面在回采过程中，大U巷道出现了部分锚杆破断，锚索破断的现象。
为了弄清锚杆锚索破断的原因，特从5306工作面大U巷道拾取了部分破断锚杆的样品，进行系统的分析。
2 实验室检测2.1 实验室检测结果为了清楚的分析成庄5306工作面破断锚杆的破坏原因，特对所有拾取的样品进行系统的分类，并对锚杆的一些基本特征进行描述。
样品中较长的锚杆为5216副巷帮底锚杆，锚杆断头绝大部分为顶锚杆断头，经清点、检验结果如表1，力学性能和冲击功检测如表2和表3所示：表1 锚杆其中印记为SJ5的锚杆大多为脆断，断口无径缩。
印记为M622、5C522的锚杆大多为超载拉断，断口直径缩明显。
表2 成庄锚杆力学性能检测仅作参考。
表3 成庄锚杆材料冲击功检测注：机械工业通用零部件产品质量监督检测中心检测断裂锚杆分析：来样12根断裂锚杆的样品按断裂特征可分成脆断和过载拉断两类。
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锚杆破断原因分析 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析天地科技股份有限公司开采设计事业部二零一零年十二月目录成庄矿高强度螺纹钢锚杆破断原因分析1 前言支护材料在锚杆支护技术中起着至关重要的作用。
性能优越的支护材料是充分发挥锚杆支护作用与保证巷道安全的必要前提。
随着我国煤矿开采深度、强度与广度的不断增加，出现了大批复杂困难巷道，包括深部高地应力巷道、强烈动压影响巷道、破碎蠕变围岩巷道及特大断面巷道，对巷道支护技术与支护材料提出更高、更苛刻的要求。
成庄矿5306工作面采用大U套小U巷道布置方式，工作面在回采过程中，大U巷道出现了部分锚杆破断，锚索破断的现象。
为了弄清锚杆锚索破断的原因，特从5306工作面大U巷道拾取了部分破断锚杆的样品，进行系统的分析。
2 实验室检测实验室检测结果为了清楚的分析成庄5306工作面破断锚杆的破坏原因，特对所有拾取的样品进行系统的分类，并对锚杆的一些基本特征进行描述。
样品中较长的锚杆为5216副巷帮底锚杆，锚杆断头绝大部分为顶锚杆断头，经清点、检验结果如表1，力学性能和冲击功检测如表2和表3所示：表1 锚杆印记为M622、5C522的锚杆大多为超载拉断，断口直径缩明显。
表2 成庄锚杆力学性能检测明显的屈服点，仅作参考。
表3 成庄锚杆材料冲击功检测注：机械工业通用零部件产品质量监督检测中心检测断裂锚杆分析：来样12根断裂锚杆的样品按断裂特征可分成脆断和过载拉断两类。
脆断锚杆：脆断锚杆的杆体印记为SJ5 。
各锚杆均在不同部位受到侧向载荷，发生弯曲，最后在轴向拉力和侧向弯矩的的复合作用下断裂。
断口没有径缩，见表1中编号为2、3、4、5、6、8、12样品的检测记录。
断口特征为脆断，见相片6。
将发生脆断的锚杆材料做材料力学性质检验，结果见表2。
检验结果表明材料SJ5-1、SJ5-2的抗拉强度符合500号锚杆钢的强度标准，SJ5-1的径缩很小，是典型的脆断，见相片3。
过载拉断锚杆：过载拉断锚杆的杆体有M622和5C522两种印记。
断锚杆残段较直，弯曲不明显，见相片4。
应在较大的轴向拉力下断裂。
断口径缩明显，见表1中编号为1、7、9、10、11样品的检测记录。
断口特征为塑性破坏，见相片5。
将发生塑性断裂的锚杆材料作材料力学性质检验，结果见表2。
检验结果表明材料5C522的抗拉强度符合500号锚杆钢的标准，其直径由φ22维至φ15，是典型的塑性断裂。
试件断口见相片2。
注：由于检验的是用过的残断锚杆，拉伸检验中锚杆没有明显的屈服点，其拉伸率也不一定准确。
相片 1 锚杆脆性断口相片2 锚杆塑性断口相片3 断裂锚杆相片4 弯曲较大的断裂锚杆相片5 有径缩锚杆的断口相片6 脆断锚杆的断口锚杆断头分析：锚杆断头样品共8个，见相片7。
检查记录见表4。
锚杆断头均为巷道顶锚杆断头。
锚杆断头1、3、5号断裂特征为脆断，断口在距球垫下端1- 3cm处，断口无径缩，断头弯曲不明显，见相片10和相片11 。
从相片10中可看到脆断锚杆头的断口是从断头弯曲拱方向开始逐次沿锚杆径向向锚杆中心发展，从锚杆断口特写相片11中清楚看出锚杆断裂口一次一次发展的痕迹。
当锚杆横向裂缝发展到某种程度，锚杆的应力断面不足以承受锚杆所受的载荷时，即应力过大锚杆发生脆断。
从锚杆断口特写相片10和相片11中可看出锚杆横向裂缝已达到锚杆横断面的50%以上，说明锚杆所受载荷远小于完好锚杆能承受的最大载荷，锚杆脆断的根本原因是锚杆中横向裂缝的发展造成的。
从锚杆断口特写相片11中还可以看到锚杆横向裂缝有锈蚀，其锈蚀程度从横向裂缝起始处向中心逐步减弱，而锚杆的最后断口没有锈蚀。
说明锚杆的横向裂缝存在时间已久，而且是从边上向中心逐步发展的。
横向裂缝产生的原因锚杆断头2、3、6、7、8号的断裂特征为弯曲断裂，断口在距球垫下端1～3cm处，断口有径缩～3.0 mm，见相片8，但断口与纯拉断不同都有弯曲。
是拉应力和弯曲应力复合作用的结果。
委托机械工业通用零部件产品质量监督检测中心对锚杆断头的3号和5号样品进行了金相观察和分析，结果见表4 。
相片7 锚杆断头相片8 有径缩、弯曲的锚杆断头相片9 有径缩、弯曲的锚杆断头的断口相片10 脆断锚杆断头的断口相片11 脆断锚杆断头的断口表5机械工业通用零部件产品检测报告注：机械工业通用零部件产品质量监督检测中心检测金相检测分析3号锚杆断头从表5看出3号锚杆断头非金属夹杂物检测中A、B、C、类指标均合格，D类指标达到级，非金属夹杂物含量最差级别为3级，正常情况应在级以下，3号锚杆断头的硫化物类、氧化铝类和硅酸盐类含量为1级，属于合格。
环状氧化物含量为级，属于不合格产品。
对3号锚杆断头做了纵向、横向剖面、其高倍相片见图1、2、3、4、5、6、7、8、9。
图中显示3号锚杆断头材料的金相结构为珠光体加铁素体，其中珠光体和铁素体含量约各占50%，见图5、图8。
从图9可见到锚杆螺纹的齿顶处非金属夹杂物多且弥散，其连线已形成螺纹上的裂缝。
从图5中清楚看到纵向珠光体贯穿线，这是锚杆轧制过程中出现的中心偏析，中心偏析会导致锚杆钢塑性降低，在大载荷作用下发生脆断。
从图10、图15中看到锚杆钢材中夹杂物太多，密集，且连成线，在锚杆受到载荷时会发展成裂缝，导致锚杆破坏。
图10、图15中看到锚杆钢材存在大直径的夹杂物，形成锚杆钢材中的空洞，在锚杆受到载荷时会成为、裂缝的起点，导致锚杆破坏。
从图11、图12可见锚杆外圆处有裂纹和缺损，是造成锚杆脆性断裂的起始点。
对5号锚杆断头做了纵向、横向剖面、其高倍相片见图10、11、12、13、14、15，锚杆钢材存在的缺陷与3号锚杆断头近似。
但试样的钢材中疏松孔洞更多，见图13。
检验结果说明3号、5号样品所使用的钢材缺陷多、质量差，在使用过程中容易造成锚杆脆断破坏。
其中5号样品中疏松孔洞的问题较3号样品更为严重。
锚杆钢材的缺陷是锚杆的潜在裂纹，是锚杆破坏的重要原因。
图1 3号（横向）图2 3号（横向）图3 3号（横向）图4 3号（横向）图5 3号（横向）图6 3号（纵向）图7 3号（纵向）图8 3号（纵向）图9 3号图10 5号（横向）图11 5号（横向）图12 5号（横向）图13 5号（横向）图14 5号（纵向）图15 5号（纵向）图16 5号（纵向）锚索表6 锚索相片12 断锚索锚索断裂原因：表7中记录表明3、4、6、7号样品锚具牙片跟进不齐，锚索多数在锚具口逐根断裂。
表7 锚索锁具相片13 锚具牙片跟进不齐相片14 牙片不齐的锚索齐根相片15 脱锚锚索索具牙片内侧相片16 脱锚锚索索具牙片外侧表8 锚具牙片硬度测试结果牙片表面硬度应在HRC 58- 62度。
成庄锚具牙片硬度略低。
锚具脱锚原因分析从相片15看到锚具牙片内部牙齿里充满杂质，牙片齿间有刮起的钢绞线残渣，牙片的齿折断后打滑，造成锚具脱锚失效。
张拉前锚具的牙片不干净，充满过多的杂质，造成牙片在钢绞线上咬入深度不够，导致牙片齿折断后打滑。
从相片16可看到锚具牙片外侧与锚环未完全接触，这样会造成牙片受力不均，钢绞线有的地方夹不实，有的地方应力集中，导致锚具和钢绞线损坏。
张拉器的限位距离与锚具的限位不匹配也是造成锚具丫片损坏的原因。
托盘送来托盘样品3个，其中一个为损坏托盘见相片16，对另一个做检测。
托盘规格：120×120×10 mm托盘原高度（从底至球垫孔口）28mm , 破坏托盘残余高度26mm, 托盘裂口为脆性断裂，断口厚度10mm，没有塑性变形。
从孔口痕迹观察托盘使用过，不清楚在使用中的比例。
托盘承载力： 210 kN托盘开始屈服，300 kN时托盘残余高度23mm, 没有损坏。
相片17 破坏的托盘检测结果分析根据以上锚杆破断图片，发现锚杆断头、断口及调心球垫变形有以下特点：(1) 断头。
从断头照片可看到断口位置在距螺母20mm至35mm区间的螺纹段，锚杆螺纹段均有弯曲，断口处均有不同程度的径缩（1-2mm），螺纹段弯曲越大，径缩越大。
(2) 断口：从断口照片可看到断口面基本垂直于锚杆轴线，断口断裂分三个阶段，第一阶段为裂纹缓慢扩展阶段，呈月牙型，锈蚀严重，呈深铁锈红色；第二阶段为裂缝快速扩展阶段，呈金属银白色，并有其始于第一阶段的放射状扩展花样；第三阶段为最后瞬断区（剪切唇）。
各个断头断口的各阶段尺寸不尽相同，但形貌特征基本相同。
(3) 调心球垫：锚杆已将调心球垫撑坏，偏向调心球垫的一侧，表明调心球垫没有起到调心作用或者是由于安装角度过大超出调心球垫调心角度范围，因此调心球垫从一侧卡住锚杆，产生一个很大的侧向力，是锚杆螺纹段弯曲变形的原因，锚杆断裂基本发生在这个位置。
通过上述分析，可得出以下结论：(1) 锚杆螺纹段因受到超过屈服拉力的载荷已产生屈服和径缩。
(2) 锚杆螺纹段受到很大的弯矩，产生弯曲变形。
(3) 弯曲变形是由于调心球垫卡住而产生。
委托机械科学研究院、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心对锚杆断头作了检测和评定。
可得出以下结论：(1) 锚杆的断裂属于应力腐蚀延时破断。
(2) 腐蚀介质是潮湿的大气与煤中的硫。
(3) 应力来源于锚杆中的内应力以及弯曲拉应力。
应力腐蚀首先发生在锚杆应力高的牙底裂纹处。
(4) 锚杆材料质量不佳、加工制造、安装使用不当所产生的一系列缺陷（夹杂、折叠、裂纹等），降低了锚杆强度，加速了应力腐蚀过程。
通过对断裂螺栓的断口、剖面金相组织和材料硬度的分析和测试，表明两个螺栓均是在受到超过其承载能力的弯曲应力后断裂的，并且经历过一个裂纹稳定扩展的阶段，当裂纹扩展到一定深度后螺栓才发生脆性断裂。
这说明螺栓断裂是受到逐渐施加的侧向力作用而断裂的。
从螺栓的剖面金相组织和材料硬度的分析结果看，螺纹根部滚压组织正常，材料强度不低。
因此螺栓受到过大的弯曲应力，是造成螺栓断裂的主要原因。
3 不同受力状态下锚杆变形与破坏的实验室试验为了分析研究井下锚杆在不同受力状态下的变形与破坏特征，在煤炭科学研究总院开采研究分院材料力学实验室曾进行了不同角度锚杆预应力试验。
试验条件加工倾角为0°、5°、10°、15°、30°的斜铁，模拟井下掘进工作面锚杆施工过程中的角度。
在实验室内用倾斜工作台分别模拟锚杆施工中与垂线成0°、5°、10°、15°、30°五种情况。
对锚杆分别施加100-1000 N·m范围的扭矩，配以应力传感器，比较锚杆预紧扭矩与不同锚杆角度预应力的关系，对变形后的螺纹进行显微照片观察。
试验结果3.2.1 安装角度对锚杆受弯断裂的影响为摸索锚杆产生弯矩的原因及弯矩大小，试验采用的是潞安漳村矿生产的ф22mm （M24）BHRR600型锚杆进行试验。