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　　玻璃鋼錨桿是近年迅速發(fā)展起來的新型錨桿，它是以玻璃纖維為增強材料，以不飽和聚酯樹脂為基體經(jīng)高溫固化復(fù)合而成的新型復(fù)合材料錨桿。玻璃鋼錨桿抗拉強度高，能夠滿足巷道支護(hù)要求，同時在回采過程中可直接切割且無火花產(chǎn)生，能夠有效簡化端頭尾作業(yè)工序，具有廣泛的應(yīng)用前景。

 

　　全螺紋玻璃鋼錨桿首先在王莊煤礦43M5綜放工作面進(jìn)行試驗。43M5工作面埋深260～306m，煤體普氏系數(shù)？=1.3-1.5，工作面地質(zhì)條件簡單，無構(gòu)造，煤層傾角2～5o。43M5運巷外側(cè)為實煤體，未受回采動壓影響，巷道設(shè)計斷面為5.0m×3.2m，采用全錨網(wǎng)支護(hù)。試驗區(qū)段在運巷距切眼300m，分兩段進(jìn)行，每段100ml，間隔50m。

 

 

　　試驗采用的全螺紋式樹脂錨桿玻璃纖維增強塑料桿體型號為MGSL22/2000F。主要參數(shù)，全螺紋玻璃鋼錨桿主要參數(shù)：桿體公稱直徑22/mm、托盤尺寸≥100/mm、桿體抗拉強度≥300/mm、桿體抗剪強度≥75/MPa、扭矩≥75/（N.m）、錨固力≥80/kN、托盤承載力≥80/kN、尾部連接部分及螺紋螺母承載力≥80/kN。

 

 

　　試驗段巷道頂板及外幫支護(hù)形式與參數(shù)保持不變，即：頂板采用D22—2400mm的高強度螺紋鋼錨桿6根，間距900mm、排距1200mm。每根錨桿采用樹脂藥卷（CK+Z）2360、Z2360各一支，并鋪設(shè)金屬網(wǎng)和雙筋雙梁鋼筋梯子梁。錨索加強支護(hù)參數(shù)為每隔3.6m布置二根D17.8mm—7.3m的錨索，每根錨索采用的樹脂藥卷（CK+Z）2360一支，Z2360二支。外幫采用D22—2000mm的高強螺紋鋼錨桿4根，間距900mm、排距1200mm。每根錨桿采用樹脂藥卷Z2360、Z2335各一支，錨固長度1000mm。并鋪設(shè)金屬網(wǎng)和雙筋雙梁鋼筋梯子梁。

 

　　巷道里幫（即工作面?zhèn)龋┎捎肈22—2000mm全螺紋玻璃鋼錨桿代替原高強度螺紋鋼錨桿，每排打設(shè)4根全螺紋玻璃鋼錨桿，間距900mm，排距1200mm。每根錨桿采用樹脂藥卷Z2360一支，錨固長度為700mm。使用雙向拉伸網(wǎng)代替金屬網(wǎng)。

 

　　在試驗段提前布置礦壓測站，對圍巖表面位移、頂板離層狀況、錨桿受力等巷道礦壓顯現(xiàn)進(jìn)行觀測。即：

 

　　1）布置安裝一組表面位移觀測點，觀測點問距2m。

 

　　2）安裝一組液壓枕和測力錨桿。

 

　　3）安設(shè)一組頂板離層儀。

 

　　4）回采期間，工作面距試驗段30m時，每天對各測站進(jìn)行觀測，記錄數(shù)據(jù)。

 

　　4礦壓測量與分析

 

　　4.1全螺紋玻璃鋼錨桿表面位移觀測

 

　　由于運巷安裝有大型主運輸設(shè)備（轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶等），為方便巷道收斂變形的測量，采用巷道掛線法。即在巷道里側(cè)的頂網(wǎng)上固定掛線，放下鉛垂線繩即可保證準(zhǔn)確測量。

 

　　根據(jù)里幫收斂變形統(tǒng)計測點結(jié)果分析，巷道頂板及外幫基本未發(fā)生變形，僅巷道里幫發(fā)生一定程度的變形，里幫收斂變形統(tǒng)計與里幫收斂變形曲線相互對比可以觀測到，變形量平均為9.1mm，不影響巷道支護(hù)和安全使用。

 

　　其中距工作面約5m時巷道變形開始加快，且巷道下部變形量大于上部變形量。

 

　　4.2液壓枕壓力統(tǒng)計與變化曲線統(tǒng)計觀測

 

　　巷道兩幫共安裝液壓枕4塊，其中3塊正常顯示。

 

　　根據(jù)不同空間位置變形量統(tǒng)計觀測分析，巷道里幫受力大于外幫，但均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于全螺紋玻璃鋼錨桿破斷拉力。

 

　　4.3頂錨桿受力觀測

 

　　通過KYJD一2型數(shù)字靜態(tài)電阻應(yīng)變儀對巷道頂板布置的測力錨桿進(jìn)行了統(tǒng)計測量，測力錨桿應(yīng)變讀數(shù)統(tǒng)計，回采期間由于在距離工作面?zhèn)鞲衅黜斿^桿受力未發(fā)生明顯變化，巷道整體支護(hù)效果保持良好，滿足了回采支護(hù)強度要求。

 

　　4.4全螺紋玻璃鋼錨桿使用狀況

 

　　在回采過程中，巷道支護(hù)完好，巷幫及三角區(qū)煤墻頂板穩(wěn)定，塑性區(qū)未發(fā)生明顯擴(kuò)大和破壞。全螺紋玻璃鋼錨桿桿體完好，未出現(xiàn)一例破斷失效現(xiàn)象，僅部分托盤受壓出現(xiàn)變形和極少數(shù)托盤邊緣發(fā)生局部張裂破斷現(xiàn)象，但支護(hù)效果并未完全喪失。

 

　　未發(fā)生破壞或輕微程度破壞的占玻璃鋼使用總量的約80%；發(fā)生一定程度破壞不影響整體支護(hù)的約占15%，發(fā)生嚴(yán)重破壞的約占5%。且發(fā)生較嚴(yán)重破壞的主要出現(xiàn)在超前工作面2m范圍內(nèi)的巷幫底部。

 

　　5試驗效果

 

　　1.根據(jù)礦壓綜合觀測和現(xiàn)場應(yīng)用情況。43M5運巷里幫使用全螺紋玻璃鋼錨桿支護(hù)，在回采過程中礦壓顯現(xiàn)正常，滿足了巷道支護(hù)強度要求。

 

　　2.巷道里幫使用全螺紋玻璃鋼錨桿支護(hù)，相對螺紋鋼錨桿在工作面回采中具有以下優(yōu)點：①避免了鐵錨桿回采時產(chǎn)生火花，省去了進(jìn)入三角區(qū)撿錨桿作業(yè)，因此有利于端頭三角區(qū)安全生產(chǎn)；②簡化了端頭錯刀工藝，縮短了錯刀時間，提高了生產(chǎn)效率；③端頭錯刀時采煤機(jī)直接割斷玻璃鋼錨桿及塑料網(wǎng)，不需提前剪網(wǎng)和破壞三角區(qū)煤墻支護(hù)，因此有利于煤墻管理；④省去了三角區(qū)剪網(wǎng)和回收錨桿作業(yè)，降低了工人勞動強度。

 

 

　　實踐表明，新型全螺紋鋼玻璃鋼錨桿滿足了回采巷道的支護(hù)要求，同時具有可切割和不產(chǎn)生火花等優(yōu)點，簡化端頭尾作業(yè)工序，保障安全生產(chǎn)，特別是在高瓦斯礦井的使用，具有明顯的優(yōu)越性。但錨尾螺紋抗剪強度不高以及托盤強度較低，影響著全螺紋玻璃鋼錨桿整體支護(hù)強度和預(yù)緊力，因此還需進(jìn)一步提高改進(jìn)，擴(kuò)大在深礦井和高應(yīng)力回采巷道中的適應(yīng)范圍。