端部包裹式扩体锚杆承载特性现场试验研究

选取实际工程场地,通过一系列的抗拔试验对新型端部包裹式扩体锚杆的承载特性及其影响因素进行研究。试验中,通过改变锚杆扩体锚固段直径、锚固段长度、埋置深度、锚头土体密实度等因素,得到了相应参数下反映承载能力的荷载-位移曲线。研究结果表明：扩体锚固段直径与锚头土体密实度是影响扩体锚杆承载力最主要因素,并且锚固段直径与承载力成一定倍数增长关系;锚固段长度与承载力呈线性增长关系;在端阻力未达到极限状态时,扩体锚杆位移主要取决于杆体的弹塑性变形;当端阻力超过极限状态,锚杆发生整体变形位移由锚固体的拉伸变形决定。与传统扩体锚杆及普通锚杆的相比,新型扩体锚杆有效提升了锚杆极限抗拔承载力。     

高强玻璃钢锚杆承载特性及应用研究

杆体强度低、承载力不匹配和托板失效是制约玻璃钢锚杆应用主要因素。新型高强度玻璃钢锚杆及构件承载特性测试结果表明,杆体承载力和延伸率高,整体强度低,螺纹段承载力为杆体的57%,配套托板为杆体的22.3%,为此,优化配套构件,提出支护方案并井下试验。     

基于豆石混凝土的不同杆体形式锚杆承载力试验研究

为了提高锚杆承载力,利用小粒径豆石混凝土作为锚固剂,进行了异型锚杆抗拔性能试验,研究了混凝土强度及杆体形式对锚杆承载力的影响。试验结果表明:杆体形式对锚杆承载力影响显著,螺纹双盘、螺纹单盘锚杆承载性能明显优于螺纹光杆锚杆,螺纹单盘锚杆承载力为螺纹光杆锚杆的1.12倍,螺纹双盘锚杆承载力为螺纹单盘锚杆的1.35倍;对于螺纹单盘及螺纹双盘锚杆,由于金属圆盘的存在,锚固体系荷载传递机制发生改变,传统界面滑脱破坏形态不再发生,破坏形态主要为圆盘上部浆体产生锥形剪切破坏,有利于锚杆承载力提高;在相同条件下,各锚杆承载力与混凝土强度呈非线性关系,随混凝土强度的增加而增大,但其增大幅度随着混凝土强度的提高而逐渐降低。     

螺纹钢等强锚杆杆体螺纹段加工工艺浅析

选材、选择合适的加工工艺,对加工过程中影响螺纹偏差的一些因素进行有效控制,提高锚杆杆体螺纹段的承载力,从而实现锚杆杆体的等强,提高锚杆支护的安全可靠性,确保矿井安全生产.     

专利技术

杆体可回收的端锚式锚杆申请号：94220237．6王永胜等人发明。由锚固头、杆体、托板、紧固件组成。杆体由主杆体、副杆体，过渡联接套组成。过渡联接套固定在主杆体的上端头，主杆体的另一端头呈扁形；副杆体下端设外螺纹，与固定有过渡联接套的主杆体通过过渡联接套螺纹联接构成杆体，上部是与相应锚固头匹配的结构。优点是回收结构简单，通用性好，解决了多种端锚式锚杆的回收，过渡联接套能与主杯体同时回收，从而节省了钢材，降低了成本。该产品有推广应用前景。胀壳式金属锚杆锚固关申请号：95201334．7煤炭科学研究总院北京开采研究所…     

D-1型等强可伸锚杆

由煤科总院北京建井所研制、天津市塘沽煤矿支护设备器材厂生产的D-1型等强可伸锚杆,是在普通锚杆(水泥卷式锚杆、树脂卷式锚杆)的基础上开发的新锚杆。杆体两端的结构与加工做了改进,使杆体两端与杆体母材承载力基本一致,克服了普通锚杆由于杆体尾部螺纹易被拉断、锚头易发生滑移或拔出,使锚杆作用失效的缺点.     

专利技术

专利技术倒楔固定式小直径锚杆中国矿业大学研制出一种倒楔固定式小直径锚杆（专利号：９３２３６８７８．６），由楔块、垫圈及杆体组成。将杆体装入锚孔中，在其外露端头套装上垫圈，使用贴紧岩体孔端面，用楔块从杆体端头沿轴向槽中倒楔，使端头受挤压膨胀成倒楔式楔头...     

锚杆杆体的受力状态及支护作用分析

锚杆支护是煤矿巷道挖掘中常用的支护手段,其成本低廉、安全可靠。煤层围岩环境复杂,给锚杆的分析和设计带来了较大难度。分析了锚杆杆体在打入围岩后的受力状态,分析其横向作用力和轴向作用力的来源,探讨锚杆的极限抗拉承载力、抗剪承载力。锚杆支护对围岩结构、支护面等都起到加固作用,通过理解和分析锚杆杆体的受力状态和极限状态,能更好地实现对锚杆结构的优化和加固。     

专利技术

倒式竹锚杆（专利号：95227478．7）西山矿务局科研所秦斌青等人设计。该锚杆的端部以与端部轴线成小于摩擦角的平面为界分为两部分，锚杆体仅与其中之一相连，且使其端部的径向尺寸较其邻近杆体部分处逐渐增大；其尾部亦分为皆与杆体相连的两部分，并由楔形的尾楔嵌入其间。本结构十分简单，操作方便容易，利于竹锚杆的推广应用。矿工专用毛巾专利号：95233981．l肥城矿务局曹庄煤矿娄洪田等发明。它和普通毛巾的不同之处是在其一端开有一个纵向开口或长孔，并适当增加其长度、缩小宽度。矿工下井使用该毛巾，围在脖子上可防止在行走和工作…     

含软弱夹层锚固体变形过程中锚杆受力分析

为了解锚固体变形过程中锚杆受力特征,采用物理模型试验方法,对含软弱夹层锚固体变形过程中锚杆受力演化规律和沿杆长分布规律进行研究。研究发现,锚杆受力特征与锚固体变形过程密切相关,随锚固体变形,锚杆逐渐进入拉、压、弯、剪受力状态。锚固体屈服前,锚杆受力变化缓慢、沿杆长分布较规律(弯矩除外);锚固体屈服后锚杆受力变化剧烈、沿杆长分布一致性差,软化段开始出现稳定段。锚固体横向变形量与锚杆伸长量间的差异使锚杆受轴力作用,轴向变形沿杆长的非均匀分布使锚杆受横向剪应力作用并弯曲。软弱夹层对锚杆受力的影响主要体现在锚固体屈服后,轴力沿杆长分布曲线在软弱夹层内出现拐点,软化段时软弱夹层内锚杆轴力演化曲线出现平台段。     

基于光纤光栅技术的巷道支护锚杆受力监测

锚杆支护效果决定了巷道支护的质量和效率，现实生产中一直存在锚杆崩断导致支护失效的问题，给煤矿生产带来了安全隐患。目前国内对锚杆监测主要应用锚杆(索)测力计、表贴式传感器，但是测力计无法实现对锚杆杆体服役状态的监测与分析，表贴式传感器虽可以测量杆体受力但其工业应用效果较差。提出一种针对锚杆杆体受力进行监测的矿用光纤光栅锚杆传感器技术，本传感器利用光栅体积小且抗拉的优势，将多个Bragg光栅链式连接并将其埋入锚杆，实现了对杆体受力变化规律的分析及对杆体破裂的预报预警功能。通过工业试验对系统进行测试，在工作面前方200 m的位置安装32组锚杆传感器共160个数据采集点，应用自主研发的32通道解调设备对光栅数据进行采集存储，结合工作面推进速度对数据进行分析验证。结果表明：在工作面回采对锚杆杆体受力的影响范围约为60 m,在60 m以外影响微弱，而进入50 m以后锚杆杆体受力变化显著增加，同时区段平巷两帮部分位置出现变形；处于内帮的锚杆杆体变化要比同一断面上位于外帮的变化更为明显，外帮杆体局部受力变化量约为30 kN,内帮杆体局部受力变化可达150 kN。单个锚杆杆体受力呈现非线性变化状态，锚杆...     

一种新型矿山支护材料──锚杆螺纹钢

一种新型矿山支护材料──锚杆螺纹钢局机修厂段广成螺纹钢是制造螺纹锚杆的杆体材料。本产品由煤炭科学研究总院太原分院研制，经试验室机械物理性能试验和工业性试验，并经美国西方支护公司和澳大利亚矿山支护公司技术鉴定且获得国家专利。锚杆螺纹钢与粘结式机制锚杆杆...     

基于安全系数长短预应力锚杆支护在基坑中的应用

 针对基坑工程长短预应力锚杆柔性支护的工程特点，建立了该锚固技术极限平衡法的求解概化模型，通过理论推导得出：减轻面层自重，选择合理的锚杆安设倾角和提高杆体的强度是该系统有效发挥的关键所在。结合工程算例，计算得出：荷载大的锚杆，预应力损失最大，位移最小；荷载小的锚杆，预应力损失最小，位移最大；锚杆应力呈驼峰特征的不均匀分布，在滑动面处达到最大值，计算结果与实际情况较吻合，这为工程设计和施工提供了借鉴。     

锚杆构件力学性能及匹配性

在分析煤矿巷道锚杆支护构件破坏形式与原因的基础上,研究了锚杆各构件,包括杆体、螺纹段、托板、球形垫圈及减摩垫圈的力学性能。采用理论计算与数值模拟分析了杆体与螺纹段在不同受力状态下的应力分布特征。在实验室进行了锚杆形状、参数对其锚固力及安装阻力影响的试验,托板压缩性能及锚杆尾部构件匹配性试验。研究了树脂锚固剂的力学性能及影响因素。研究结果表明：锚杆受拉伸、弯曲、扭转、剪切及其组合作用,煤矿巷道锚杆处于屈服是一种常态,杆体有4个位置易发生破断。螺纹显著改变了螺纹段表面及附近部位的应力分布,在螺纹牙底处出现明显的应力集中。拱形托板压缩变形可分为5个阶段,拱高必须达到一定值才能保证足够的承载能力。锚杆尾部构件几何形状、参数及力学性能应相互匹配,才能使锚杆处于较好的受力状态。树脂锚固剂应与杆体、钻孔匹配,保证锚杆-锚固剂、锚固剂-围岩之间界面有良好的黏结性能。研究成果已应用于多类困难巷道,大幅减少了锚杆支护构件的破坏,显著提高了巷道支护效果。      

水化学腐蚀下锚杆的承载特性

针对永久性锚杆的水化学腐蚀特性,从地下水环境下锚杆钢筋锈蚀原理出发,建立了杆体锈蚀过程的物理模型,以变化的钢筋锈蚀率为分析变量,建立了杆体锈蚀后的直径计算式和修正的锚杆极限承载力的标准值。     

全长锚固预应力锚杆杆体受力特征分析

采用理论分析、现场实测等研究方法,分析了锚杆杆体轴应力、剪应力与预紧力的关系以及杆体轴应力与剪应力的分布规律.结果表明:锚杆轴应力随预应力的增大而增加,在锚杆全长方向上呈曲线变化的,从锚杆尾部到锚杆端头方向,轴应力先增加后减小,在中性点处轴应力最大,轴应力最大值位置向锚杆尾端移动;随锚杆预应力增加,锚杆杆体剪应力在巷道表面与中性点位置一段减小,在中性点与锚杆端头一段增加,中性点处锚杆剪应力为零,中性点向锚杆尾部移动.全长锚固锚杆预紧力不是越大越好,而是有个合理的范围,预紧力大小要与锚杆支护系统强度相匹配.     

杆体可回收的锚杆

杆体可回收的锚杆徐州矿务局新河矿刘培林，朱广珍，陈维益杆体可回收的锚杆，其结构特点是锚固端和杯体可通过螺纹连接。推广应用这种锚杆，可节约大量钢材，降低巷道支护成本。锚杆是煤炭科学研究总院南京研究所研制，１９９２年５月至１０月在我矿进行工业性试验。试验...     

冲击韧性对锚杆力学性能影响的试验研究

高强度锚杆在井下使用时经常发生螺纹段脆断现象,这与锚杆材料的冲击韧性密切相关,测试了4个厂家屈服强度500 MPa锚杆的冲击吸收功,不同厂家锚杆冲击韧性差别较大,冲击吸收功从19~165 J不等。对具有不同冲击吸收功锚杆的杆体段和螺纹段分别进行弯曲试验、拉伸试验、复合应力下破坏试验,试验结果表明:冲击韧性影响锚杆螺纹段的冷弯性,当冲击吸收功低于30 J时,锚杆螺纹段冷弯性差;冲击韧性对杆体的冷弯性、杆体段和螺纹段的伸长率没有影响;冲击韧性影响锚杆复合应力下破坏状态,当冲击功低于19 J时,复合应力下锚杆易出现脆性破坏。认为屈服强度500 MPa高强锚杆的冲击吸收功不应低于30 J。     

科技信息

小直径等强经济树脂锚杆小直径等强经济树脂锚杆是“三小”光爆岩巷掘进作业线的一个子项,该子项在φ32mm锚孔条件下,采用φ28mm小直径树脂锚固卷、φ14.5mm小直径等强杆体(包括冷拔圆钢、轨制螺纹、改进后锚头)与碟形托板,经实验室性能测试和井下实用,实测表明,与φ42mm锚孔树脂锚杆相比,树脂锚固卷重量下降25％,杆体各部分强度基本相同,锚固力由65kN提高到75～80kN,提高20％,杆体和托板用钢量分别下降约20％与50％,其性能指标均达到或超过     

涨管式锚杆——一种新型快速锚固装置

最近,在利用高压水技术加固围岩方面,瑞典亚特拉斯科普科公司研制了一种涨管式锚杆。它与美国英格索兰公司的缝管式锚杆一样,也是一种管式全长锚固摩擦锚杆。 一、结构与原理 涨管式锚杆由锚杆杯体(涨管)、安装卡头和高压水泵组成。锚杆杆体用44毫米钢管制作,它的外径被挤压到O28毫米左右,锚杆体两端焊上短节密封套筒(图1),套筒上一端钻有小孔,连通杆体内腔。安装涨管式钻杆时,高压水通过套筒的钻孔进入杆体内腔,在高压水作用下,杆体膨胀挤在锚孔中。由于锚杆孔直径比杆体的原来直径小,