树脂锚杆金属杆体及托盘研制与应用

中图分类号：U455.7+1文献标识码：A文章编号：41-1413（2012）03-0000-01

摘 要：树脂锚杆广泛应用在煤矿巷道支护和锚固山区公路旁边陡峭的山石以及设备基础的稳固、隧道工程的施工。树脂锚杆金属杆体和托盘适应大批量生产，支护可靠，安装使用方便，回采时无需回收。树脂锚杆逐渐得到广泛应用，其生产质量也是倍受关注。

关键词：树脂锚杆缩细滚压螺纹托盘

一、锚杆分类文献〔1〕

1.树脂锚杆金属杆体按外形分：带肋螺纹钢式树脂锚杆、等强螺纹钢式树脂锚杆和无纵肋螺纹钢式树脂锚杆。“国家矿用产品安全标志中心”要求：制作树脂锚杆的螺纹钢可以选用等强和无纵肋，禁止使用带肋的。

2.锚杆分类：锚杆名称目前尚无统一规定，有的以材质命名，如竹锚杆、木锚杆、玻璃钢（又称玻璃纤维增强塑料）锚杆；有的以粘结材料命名，如树脂锚杆、水泥锚杆、砂浆锚杆；有的以结构命名，如倒楔锚杆、涨壳锚杆；有的以其外形命名，如缝管锚杆，也有以作用机理命名，如水力膨胀式锚杆。

二、螺纹钢质量文献〔2〕

三、无纵肋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体加工工艺流程：

无纵肋螺纹钢 切料＊缩细＊ 滚压螺纹 切尖角打印煤安标识拧螺母出厂检验 入库

（其中“＊”表示关键工序）

（一）切料

就是用钢筋切断机把螺纹钢切成所需要的长度。选用GQ50型钢筋切断机，该机可切断钢筋直径Φ6―Φ50mm；自制一个定尺器与切断机配合使用，保证每批切料长度相等。

（二）缩细

无纵肋螺纹钢经过缩细之后，直径变小，长度伸长。我们使用缩细机把杆体尾部缩细成所需直径，即直径22mm无纵肋螺纹钢缩细成21.8―21.9mm；直径20mm无纵肋螺纹钢缩细成20―20.2mm。

（三）滚压螺纹的坯料文献〔3〕

材料的滚压性能主要取决于它的屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和弹性模量E等参数。（1）材料抗拉强度Rm不能大于1400MPa；（2）材料硬度不超过35HRC；（3）材料断后伸长率A＞12％最适宜滚压加工，能滚压出高质量普通螺纹。

（四）滚压螺纹文献〔4〕

滚压螺纹是使金属经滚压工具的加工，产生塑性变形而成螺纹，是一种无屑加工方法。滚压螺纹与其它方式加工螺纹的粗糙度比较如下：

螺纹加工方式 表 面 粗 糙 度 Rа/μm

5 2.5 1.25 0.63 0.32 0.16 0.08

车削或套切螺纹 √ √ √ √

磨削螺纹 √ √ √

滚压螺纹 √ √ √

滚制各种材料的径向滚压力如下：

材 料 螺纹直径mm 螺纹在20mm长度上的径向滚压力(N)

钢材抗拉强度

Rm≤700MPa 24 19000

18 16500

我厂选用滚丝机型号：ZA 28―63，最大滚压力630KN。，适用钢材抗拉强度Rm≤1000MPa，滚压普通螺纹，其大径24mm，螺距3mm，螺纹长度≤200mm；

（五）切尖角

用一台GQ50型钢筋切断机将杆体前端切成尖角。

（六）打印煤安标识文献〔5〕

用气动打标机在杆体上打印安全标志标识如下：

MA―χχχχχχχχ

锚杆安标证书编号

打印安全标志标识的目的是便于责任追究。一旦这套锚杆在使用中出现问题，察看标识可查到是哪个厂家生产的锚杆。

（七）拧螺母

每根杆体尾部必须拧进1个螺母。

（八）检验、捆扎文献〔6〕文献〔7〕

每批锚杆检验合格才能出厂。

（九）入库

杆体码放在库房内。库房内干燥、通风，行车、行人顺畅。

四、等强螺纹钢式树脂锚杆金属杆体加工工艺流程

等强螺纹钢＊切料切尖角 打印煤安标识拧螺母 出厂检验 入库

（其中“＊”表示关键工序）

强调：等强螺纹钢表面有特殊螺纹，可以直接拧进专用等强螺母。不需要缩细和滚丝。

五、托盘

1.托盘呈碟形，即形状象碟子。托盘直径150mm、中心孔直径27mm。选用Q195钢、钢板厚度10mm。

2.托盘工艺流程图：钢板 落料 冲孔＊拉伸 出厂检验入库

3.冲床冲制托盘，选择冲床型号：落料尺寸为直径165mm的圆形平板，依此计算需要的冲裁力为4454800 N，所以，选用500吨冲床，冲孔，选用300吨冲床，选用300吨冲床拉伸成型。

4.检验。托盘出厂检验合格，每10块或20块托盘捆成一件，存放在通风干燥处。

六、树脂锚杆金属杆体型号含义

M S G L W¬― 500/* 杆体长度（mm）

杆体直径（mm）

屈服强度 (Mpa)

无纵肋 若D表示等强

螺纹钢式

杆体

树脂

锚杆

七、树脂锚杆安装技术要求

1.打锚杆眼必须坚持由外向内的原则，眼深比杆体全长小100―120mm，锚杆螺母以外露出部分应小于50mm，托盘必须紧贴岩面，托盘、球形垫、垫圈、尼龙垫圈和六角螺母依次安装齐全紧固。

2.顶板边锚杆应和铅垂线成30°夹角，其余要垂直巷道顶板或顶板层里，轴偏差在5°以内。

3.巷道超宽或片帮大于300mm时，应及时补打锚杆。顶板破碎时，采用工字钢、U型钢支护。

4.必须选用有安标证书且在有效期内的树脂锚杆锚固剂作为配套使用的锚固剂，禁止使用变质的树脂锚固剂。

八、安装程序、方法

1.根据使用现场的地质及其它条件选择合适的锚杆规格。

2.根据所选用的锚杆规格，确定钻孔直径及深度，锚固剂直径23mm，钻孔直径28―30mm，深度比杆体全长小100―120mm。

3.用压风机清除孔内浮尘。

4.巷道顶板稳定，一根锚杆配两支锚固剂；若顶板稍微差一点，一根锚杆配四支锚固剂。用杆体将选用的锚固剂送入孔底，启动锚杆搅拌机，旋转时间为：超快速型锚固剂8―15秒，其他锚固剂 20―35秒，将锚固剂匀速搅拌均匀。

5.卸下搅拌机后，杆体在锚固剂固化时不得位移，固化后将托盘紧贴巷道壁，用螺母压紧。

6.搅拌安装工具根据现场动力条件，可采用T3―动锚杆搅拌机、液压锚杆搅拌机或煤电钻加连接头，紧固螺母可采用QB―16风动扳手，若采用锚杆钻机作业，钻孔和安装锚杆同机操作更为简便。

九、结束语

我厂月销售树脂锚杆约3万套，支护井巷1400米以上，我矿锚杆支护巷道受到平煤集团好评，并在集团内部普遍推广，效果很好。

参考文献：

[1]薛顺勋.《软岩巷道支护技术指南》.煤炭工业出版社.2002年4月第1版.MT146.2.

[2]GB1499.2―2007.《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》.

[3]GB/T18685―2002.《搓、滚制普通螺纹前的毛坯直径》.

[4]王先逵、艾兴.《机械加工工艺手册》第二版第1册.机械工业出版社（北京市百万庄大街22号，邮编100037）.北京机工印刷厂印刷.（北京蓝海印刷有限公司装订）2009年5月第2版第3次印刷.

[5]AQ1043―2007.《矿用产品安全标志标识》.

[6]MT146.2《树脂锚杆 金属杆体及其附件》.

[7]MT146.1《树脂锚杆 锚固剂》.