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锚杆种类

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1—杆体;2—楔缝;3—内楔块;4—垫板;5—加固钢圈;6—外楔块

压缩木锚杆是采用普通木材单向压缩后加工而成,锚杆的锚固力在20KN左右,在杆体遇水膨胀后即达到全长锚杆的效果,使用之前应对锚杆作防腐处理。压缩木锚杆主要用于采区巷道的巷帮支护。对于不喷浆封闭的巷道,可用于服务年限在2—5年的采区巷道;对于喷浆封闭的巷道,可用于服务年限在5—10年的采区巷道。

二、竹锚杆 1.竹片锚杆

竹片锚杆主要由竹片杆体、铁丝箍、垫板、圆锥内楔块和圆锥外楔块等组成,如图1-25所示。竹片杆体直径38mm,杆体长1200—1500mm,采用4根8—10mm、宽30—38mm的竹片制成,并用22号铁丝箍成圆形,铁丝箍间距300—400mm,杆体两端至铁箍距离稍大于楔子的长度,一般为10—20mm,垫板规格(长3宽3高)为400mm3200mm350mm,中孔Φ46mm;内楔块长150—250mm,宽36mm,上厚23mm;下厚3mm;外楔块规格同内楔块。

1—杆体;2—铁丝箍;3—垫板;4—圆锥内楔块;5—圆锥外楔块

竹片锚杆的锚固力在10KN左右,且在使用之前,应对锚杆作防腐处理。竹片锚杆的主要使用范围可同普通木锚杆。在竹材产地主要

应用于一些次要巷道,可大大减低巷道的支护成本。

2.百夹竹锚杆

百夹竹锚杆主要由杆体、铁丝箍、垫板、圆锥内楔和圆锥外楔组成,如图1-26所示。杆体选取直径20—25mm的白夹竹,截取需要的长度(一般为1500mm),然后将杆体对破开,经防腐处理后,将竹心灌以1:2的水泥砂浆,并在杆体两端留下木楔长度,用铁丝捆轧一道,加上铸铁垫板,两端插入用硬木加工的圆锥形木楔,即成为百夹竹锚杆,起到锚固作用。距杆头150—250mm为内楔缝,圆锥内楔直径3—39mm,长150—200mm;外楔缝及圆锥外楔同内楔缝及圆锥内缝。

百夹竹锚杆的锚固力为20KN左右,且在使用之前,应对锚杆作防腐处理。其主要使用范围同竹片锚杆。

三、玻璃钢锚杆 1.楔缝式玻璃钢锚杆

锚杆杆体是用不饱和聚脂树脂为基本材料,以14m玻璃纤维为增强材料制成的。锚杆杆体有18㎜、20㎜、22㎜、26㎜4种,一般长度为1.6—3.0-m,托盘、压紧圈、挡板等附件均用玻璃钢制成,如图1-2所示。

1—杆体;2—玻璃钢托盘;3—玻璃钢压紧圈;4—玻璃钢挡板;5—楔子

玻璃钢锚杆采用全长锚固,为便于杆体进入钻孔及搅拌,其头部采用45°斜面状。尾部为安装托盘与压紧圈,采用楔形大头结构,即在尾端杆体劈开后,用一个木楔或玻璃钢楔子涂上树脂楔入后黏结而成。楔形大头是一个死头,井下安装时,需预先套入压紧圈与托盘,采用速凝树脂药巻锚固。

这种锚杆在其锚尾开切口,用顶头楔固定,受力时产生应力集中,容易折断,锚固力低,不易安装,且不能对围岩施加预紧力。

2.钢套式玻璃钢锚杆

钢套式玻璃钢锚杆由杆体、托盘、锚头、钢套、螺母、固定销组成。杆体是以191号不饱和聚脂树脂为基体材料,以中碱无蜡玻璃纤维为增强材料制成的。锚头为螺纹齿形,是在杆体前端用玻璃纤维缠绕制成。锚尾是在杆体末端钻孔,安装固定销将钢套固定其上,钢套上有螺纹,以便使其与螺母相配及安装固定销,如图1-28所示。采用水泥锚固剂锚固。

1—杆体;2—托盘;3—锚头;4—固定销;5—螺母;6—钢套;—水泥锚固剂

该锚杆锚尾采用在锚尾端钻孔、用销钉固定螺纹钢套的结构,破坏了杆体结构,且受力时造成应力集中,大大降低了杆体的强度。另

外,水泥锚固剂的稳定性和可靠性差,降低了锚固力。

3.销钉锚头玻璃钢锚杆

销钉锚头玻璃钢锚杆由杆体、锚杆、锚尾三部分组成,采用树脂锚固剂锚固。锚头的端部为尖头,成一斜面状,锚头的长度在200mm以上,在杆体端部均匀地钻有十字形小孔,;用于安装销钉;销钉安装成十字形,在安装锚杆时用于搅拌树脂。锚尾形式有两种:一种是把螺纹钢套黏结在杆体尾部,螺母拧在螺纹钢套上固定托盘,如图1-29所示;另一种是在杆体尾部沿杆体轴向开切一切缝,带切口的护套对准切缝装在杆体尾部,外套装在护套上,扁楔打入切缝中。

1—销钉;2—杆体;3—螺母;4—螺纹钢套

该锚杆的缺点是:在锚头部位存在着小孔,降低了杆体强度;锚尾采用黏结钢套结构,不牢固,锚固力小;采用锚尾切口加护套、外套结构,破坏了杆体结构。降低了杆体强度,不能对围岩施加预应力,且不易安装。同时,这种玻璃钢锚杆还存在着生产自动化程度低、工艺复杂的缺点。

4.全螺纹玻璃钢锚杆与空心玻璃钢锚杆

全螺纹玻璃钢锚杆形式为左旋或右旋螺纹杆体,其螺纹可作为锚头使锚杆锚固,也可配合螺母作为锚尾使用,如图1-30所示。空心玻璃钢锚杆常作为注浆锚杆使用,如图1-31所示。

全螺纹玻璃钢锚杆的抗拉强度≥245MPa,抗剪强度≥6MPa,扭矩≥41N2m。全螺纹玻璃钢锚杆使用树脂锚固剂,在锚固长度为380±50mm时,其锚固力达到50—90KN,如表5-3所列。

玻璃钢锚杆锚固力

杆体直径16 /mm 锚固力50 /KN 四、新型玻璃钢锚杆—压痕金属套管玻璃钢锚杆 1.压痕金属套管玻璃钢锚杆的结构

压痕金属套管玻璃钢锚杆的结构如图1-32所示,采用“压痕金属套管式玻璃钢柔性锚杆”和“左旋螺纹式玻璃钢锚杆”两项专利技术研究生产,由杆体、抗拉加强筋、金属套管组成。其杆体材料为玻璃钢,玻璃纤维纵向排列,最大限度地发挥可玻璃纤维抗拉强度高的优势,满足了杆体的抗拉强度要求。抗扭加强筋由浸胶玻璃纤维束在杆体周围缠绕而成,呈左旋方向分布,可增加锚杆的抗扭强度,锚杆安装时能够充分搅拌树脂锚固剂,有效地将锚杆与煤帮钻孔孔壁黏结在一起,获得较大的锚固力。锚尾带有金属套管,其上加工有螺纹,锚尾的金属套管与玻璃干杆体的连接方式为:用一段或几段带有锥度的凹槽,将金属套管压入到玻璃杆体中,形成二者的相互嵌解接,使其形成一个整体,以提高连接强度。这种锚尾结构可获得较高的抗拉强度,

60 0 80 90 18 20 22 24

保护孔口锚尾,大大增强锚尾的抗弯曲和抗剪切能力,能够有效地避免锚尾的破断。套管与杆体的连接方式保证锚杆具有足够的锚固力,同时,通过钢套管与杆体间在工作阻力较大时的相对滑动增大锚杆整体的延伸率,以弥补玻璃钢杆体延伸率较小的不足,适应煤帮在矿山压力作用下变形较大的特点。 2.压痕金属套管玻璃钢锚杆的力学性能 ⑴拉伸性能

试验试件为:采用挤压工艺制作的圆截面直杆,长度为300mm(其中两端各100mm夹具所夹持,中间100mm为工作区),试件直径为15.6mm。试验在万能试验机上进行,分析表明,锚杆破断力为68.0—93.5KN,平均为8.2KN;破断应力为355.9—489.45MPa,平均为409.36MPa,满足煤帮锚杆的要求(煤帮锚杆拉拔力一般要求大于50KN)。

锚杆种类

1—杆体;2—楔缝;3—内楔块;4—垫板;5—加固钢圈;6—外楔块压缩木锚杆是采用普通木材单向压缩后加工而成,锚杆的锚固力在20KN左右,在杆体遇水膨胀后即达到全长锚杆的效果,使用之前应对锚杆作防腐处理。压缩木锚杆主要用于采区巷道的巷帮支护。对于不喷浆封闭的巷道,可用于服务年限在2—5年的采区巷道;对于喷浆封闭的巷道,可用于服务年限在5—10年的采区巷道。<
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